Общая характеристика помехозащищенности. Помехоустойчивость и скрытность

Помехозащищенность систем передачи КПИ

Функционирование СП КПИ происходит в условиях действия помех. В общем случае следует проводить оценку работоспособности СП КПИ при ведении противником радиоэлектронной борьбы (РЭБ). При этом важнейшим показателем качества функционирования СП КПИ является помехозащищенность.

Помехозащищенность РЭС – это ее свойство сохранять работоспособность в условиях ведения противником радиоэлектронной борьбы.

В общем случае РЭБ включает два последовательных этапа – радио­разведку и радиопротиводействие. Целью радиоразведки является установление факта работы РЭС на излучение и определение параметров РЭС, необходимых для организации радиопротиводействия. Целью радиопротиводействия является создание таких условий, которые затруднили бы работу РЭС или вообще привели к срыву выполнения задачи. Основным способом радиопротиводействия является постановка помех. Постановка помех будет тем эффективнее, чем больше информации о подавляемой РЭС будет выявлено на этапе радиоразведки и использовано при организации радиопротиводействия.

Отсюда следует, что помехозащищенность как качественный показатель функционирования СП КПИ предполагает и ведение противником радиоразведки (т.е. учитывает скрытность работы СП КПИ), и сохранение на допустимом уровне качества работы СП КПИ при действии помех (т. е. помехоустойчивость).

Помехозащищенность РЭС зависит от технических характеристик РЭС, от взаимного расположения РЭС и аппаратуры разведки и подавления, от тактики использования РЭС, от времени работы и т. д. Сочетание этих характеристик и условий носит случайный характер, поэтому оценивать помехозащищенность следует как вероятность Р_пмз выполнения РЭС задач в условиях РЭБ, определяемую соотношением

Р_пмз = 1 – Р_рР_н

где Р_р – вероятность разведки параметров РЭС, необходимых для организации радиопротиводействия;

Р_н – вероятность нарушения работы РЭС в результате радиопротиводействия.

Вероятность Р_р количественно отражает скрытность РЭС –способность РЭС противостоять мерам радиотехнической разведки, направленным на обнаружение факта работы РЭС и определения необходимых для радиопротиводействия параметров сигнала. Соответственно величину Р_скр = 1 – Р_р можно принять в качестве критерия скрытности.

Вероятность Р_н зависит от способности РЭС выполнять задачу при действии помех. Поэтому величина Р_пму = 1 – Р_н может быть принята в качестве критерия помехоустойчивости. Этот критерий определяет вероятность выполнения системой задачи в условиях радиоподавления.

Если противник не разведает параметры радиолинии, то очевидна постановка только шумовой заградительной помехи. Если параметры радиолинии в процессе разведки противником определены, то вероятнее всего постановка прицельной помехи. Таким образом, помехозащищенность РЭС определяется ее скрытностью и помехоустойчивостью. Рассмотрим отдельные показатели помехозащищенности.

Скрытность. Радиоразведка, как правило, предполагает последовательное выполнение трех основных задач: обнаружение факта работы РЭС (обнаружение сигнала), определение структуры обнаруженного сигнала (на основе определения ряда его параметров) и раскрытие содержащейся (передаваемой) в сигнале информации. Последняя задача иногда имеет самостоятельное значение (является одной из конечных целей). В общем случае раскрытие смысла передаваемой информации позволяет организовать более эффективное радиоподавление.

Перечисленным задачам радиоразведки могут быть противопоставлены три вида скрытности РЭС: энергетическая, структурная и информационная.

Энергетическая скрытность характеризует способность противостоять мерам, направленным на обнаружение сигнала разведывательным приемным устройством. Для обеспечения энергетической скрытности необходим выбор такой мощности излучения передатчика и такого спектра излучения, при которых мощность сигнала на входе разведывательного приемника была бы меньше его реальной чувствительности. Для обеспечения энергетической скрытности возможно использование широкополосных сигналов, поскольку при малой спектральной плотности и при условии относительно узкой полосы пропускания разведывательного приемника энергия принимаемого разведываемого сигнала будет невелика. Обнаружение сигнала разведывательным приемником происходит в условиях действия помех (шумов), и может сопровождаться ошибками двух видов: пропуск сигнала при его наличии на входе и ложное обнаружение (ложная тревога) при отсутствии сигнала. Эти ошибки носят вероятностный характер. Количественной мерой энергетической скрытности может являться вероятность правильного обнаружения Р_обн (при заданной вероятности ложной тревоги Р_лт), которые в свою очередь зависят от отношения сигнал-помеха в радиолинии и правила принятия решения на обнаружение сигнала.

Структурная скрытность характеризует способность противостоять мерам радиоразведки, направленным на раскрытие сигнала. Это означает распознавание формы сигнала, определяемой способами его кодирования и модуляции, т. е. отождествление обнаруженного сигнала с одним из множества априорно известных сигналов. Структурная скрытность обеспечивается использованием сигналов, сложная структура которых затрудняет их разведку противником. В качестве таких сигналов могут использоваться сигналы на основе псевдослучайных последовательностей большой длительности, сигналы со сложной модуляцией и т. п. Использование сложных сигналов предъявляет особые требования к системе по точности синхронизации приемной и передающей сторон. Для увеличения структурной скрытности необходимо иметь по возможности больший ансамбль используемых сигналов и достаточно часто изменять форму сигналов. Задача определения структуры сигнала является также статистической, а количественной мерой структурной скрытности может служить вероятность раскрытия структуры сигнала Р_стр при условии, что сигнал обнаружен. Таким образом, Р_стр является условной вероятностью.

Информационная скрытность определяется способностью противостоять мерам, направленным на раскрытие смысла передаваемой с помощью сигналов информации. Раскрытие смысла передаваемой информации означает отождествление каждого принятого сигнала или их совокупности с тем сообщением, которое передается. Эта задача решается выяснением ряда признаков сигнала, например, места данного сигнала в множестве принятых, частости его появления, связи факторов появления того или иного сигнала с изменением состояния управляемого объекта и т. д. Наличие априорной и апостериорной неопределенностей делает эту задачу вероятностной, а в качестве количественной меры информационной скрытности принимают вероятность раскрытия смысла передаваемой информации Р_инф при условии, что сигнал обнаружен и выделен (т. е. структура его раскрыта). Следовательно, Р_инф также является условной вероятностью.

Скрытность определяется вероятностью разведки сигнала РЭС. Часто задача раскрытия смысла передаваемой информации не ставится, и тогда можно принять Р_инф = 1 и Р_р = Р_обн Р_стр. В ряде случаев для организации радиопротиводействия достаточно обнаружить сигнал подавляемой РЭС. При этом Р_р отождествляется с Р_обн. Энергетическая и структурная скрытность являются важнейшими характеристиками РЭС, с которыми сталкиваются как инженеры-проектировщики радиоаппаратуры, так и инженеры, эксплуатирующие ее.

Таким образом, скрытность СП КПИ обеспечивается учетом реальных условий функционирования, сочетанием технических и организационных мер.

Критерием оценки помехоустойчивости СП КПИ является вероятность ошибки Р_ош при декодировании кодовой комбинации, представляющей собой закодированную РК или отдельное слово ВП. Значение этой вероятности Р_ош, в свою очередь зависит от вероятности искажения элементарного символа (разряда) кодовой комбинации р_э и при безызбыточном кодировании

Р_ош = 1 – (1 – р_э) ⁿ

где п - число разрядов кодовой комбинации.

Обычно для систем ближнего космоса требуется обеспечить значение вероятности искажения сообщения (команды или слова программы управления) не более 10^-8 - 10^-10. Вероятность искажения элементарного символа (элемента) сообщения для систем ближнего космоса обычно лежит в пределах 10^-3 - 10^-6. Таким образом, вероятность искажения сообщения, представляемого в СП КПИ в виде кодовой комбинации, должна быть на несколько порядков меньше вероятности искажения символов этого сообщения. Этим определяется принципиальная необходимость применения в СП КПИ специальных мер по повышению достоверности передаваемых сообщений.