УДК 621.396 Аппаратура и методы радиосвязи
Проведен анализ известных подходов для радиочастотного обнаружения каналов связи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), основанных на использовании радиосигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Установлено, что в большинстве работ для обнаружения радиосигналов данного типа используются в основном методы, основанные на энергетических показателях. Указано [21-24], что энергетические показатели дают заниженные показатели обнаружения радиосигналов и, таким образом, усложняют задачу их обнаружения. В качестве альтернативного решения задачи обна- ружения радиосигналов предлагается обратиться к известным методам на основе нелинейной динамики, в частности к показателю Херста и BDS-статистике. Показано, что средства радиочастотного обнаружения каналов управления БПЛА с ППРЧ, в основу которых будет положено использование показателя Херста, потенциально не смогут их обнаружить. Показано, что средства радиочастотного обнаружения каналов управления БПЛА с ППРЧ, в основу которых будет положено использование BDS-статистики, потенциально смогут их обнаружить. Полученные результаты имеют достаточно важное практическое значение, так как потенциально позволяют, при соответствующей адаптации, осуществлять более эффективное радио- частотное обнаружение БПЛА, использующих радиосигналы с ППРЧ.
БПЛА, каналы связи, ППРЧ, радиочастотное обнаружение, нелинейная динамика
1. Макаренко С.И. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Часть 3. Радиоэлектронное подавление систем навигации и радиосвязи // Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С. 101-175. DOI:https://doi.org/10.24411/2410-9916-2020-10205. EDN: https://elibrary.ru/BXVIJA
2. Кострыкин П.А., Назаров А.И., Карабанов И.В. Анализ возможности радиоэлектронного подавления командной радиолинии систем связи // Вестник Ярославского высшего военного училища противовоз- душной обороны. 2020. № 2 (9). С. 9-13.
3. Макушин М. Системы обнаружения радиоуправляемых БПЛА // Электроника: наука, технология, бизнес. 2017. № №6 (00166). С. 82-88. DOI: https://doi.org/10.22184/1992-4178.2017.166.6.82.88; EDN: https://elibrary.ru/ZELPIL
4. Phuan Y. Drone alert! // Rohde & Schwarz News Magazine. 2016. V. 216/16. Pp. 58–65.
5. Специфика обнаружения сигналов летательного аппарата. URL: http://specintek.ru/media/uav/uav_ videolink/ (дата обращения: 20.10.2020).
6. Общие сведения о каналах управления и передачи данных БПЛА .URL: http://specintek.ru/media/uav/ uav_detection/ (дата обращения: 20.10.2020).
7. Тузов Г.И., Сивов В.А., Прытков В.И., Урядников Ю.Ф., Дергачев Ю.А., Сулиманов А.А. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. – М.: Радио и связь, 1985. – 264 с.
8. Макаренко С.И., Иванов М.С., Попов С.А. Помехозащищенность систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Монография. – СПб.: Свое издательство, 2013. 166 с. EDN: https://elibrary.ru/QKNPYL
9. Кокорева Е.В., Белезекова А.С. Теоретические основы современных технологий беспроводной связи: методические указания к лабораторной работе. Томск: Факультет дистанционного обучения, ТУСУР, 2014. 81 с.
10. Золотых В.Г., Пащенко М.С., Перерва Л.М., Юдин В.В. Структурный анализ частотно-временной матрицы системы связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты // Известия ЮФУ. Технические науки. 2011. № 1 (114). С. 43-50. DOI: https://doi.org/10.2169/internalmedicine.50.4282; EDN: https://elibrary.ru/NDMDOT
11. Юдин В.В., Перерва Л.М., Пащенко М.С., Титов П.Л., Гряник В.Н. Критические корреляционные индексы в оценке фрактальности функционирования систем ППРЧ // Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 2 (103). С. 7-13. EDN: https://elibrary.ru/LLZQSX
12. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. М.:Радио и связь, 2000. 384 с. EDN: https://elibrary.ru/RXYSLB
13. Павлюк В.В., Бугайов М.В. Алгоритм виявлення радіосигналів із псевдовипадковим перестроюванням робочої частоти каналів дистанційного керування безпілотними літальними апаратами // Сбірник наукових праць ЖВІ. 2017. В. 14. С. 5-15.
14. Haeng-Bok Kil, Jae-Sin Lee, Eui-Rim Jeong Analysis of Frequency Hopping Signals in Commercial Drones // International Journal of Pure and Applied Mathematics. 2018. Vol. 118. No. 19. Pp. 2015-2024.
15. Ушаков А.П., Венедиктов В.Т. Разработка и исследование обнаружителя сигналов с псевдослучайной перестройкой частоты на базе сигнального процессора // Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции c международным участием. Институт физики, наноэлектроники и телекоммуникаций СПбГПУ. Ч. 1. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. С. 63-66.
16. Галл Р.Д., Макаров С.Б. Имитационная модель устройства определения периода псевдослучайной пере- стройки рабочей частоты сигнала управления БПЛА при наличии ошибок детектирования // Доклады 20-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение - DSPA-2018». М.: 2018. Т. 2. С. 458-462.
17. Галл Р.Д., Макаров С.Б. Совместное обнаружение и подавление сигналов управления группы беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2018. № 12. С. 29-38. DOI:https://doi.org/10.18127/j00338486-201812-04. EDN: https://elibrary.ru/VTXIVW
18. Batuhan Kaplan, ˙ Ibrahim Kahraman, Ali Gorc, Hakan Ali C., Ali Rıza Ekti Measurement based FHSS–type Drone Controller Detection at 2.4GHz: An STFT Approach // IEEE 91st Vehicular Technology Conference (VTC2020-Spring). 2020. arXiv:2003.03614v1 [eess.SP]. 6 P. DOI: https://doi.org/10.1109/VTC2020-Spring48590.2020.9129525
19. Ерохин В.Ф., Рома. А.Н., Василенко С.В., Бездрабко Д.Е. Математическая модель перехвата одиночного скачка сигнала передатчика с ППРЧ // Вісник Національного технічного університету України «КПІ» Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування. 2016. № 64. С. 75-85. DOI: https://doi.org/10.20535/RADAP.2016.64.75-85
20. Feng Liu, Michael W. Marcellin, Nathan A. Goodman, Ali Bilgin Compressive Sampling for Detection of Frequency-Hopping Spread Spectrum Signals // IEEE Transactions On Signal Processing. 2016. Vol. 64. No. 21. Pp. 5513-5524. DOI:https://doi.org/10.1109/TSP.2016.2597122.
21. Васюта К.С., Озеров С.В., Зоц Ф.Ф. Анализ пропускной способности и скрытности MIMO-системы радиосвязи на хаотической несущей // Системи обробки інформації. 2012. В. 9 (107) С. 21-24.
22. Гавришев А.А. Моделирование и количественно-качественный анализ распространенных защищенных систем связи // Прикладная информатика. 2018. Т. 13. № 5 (77). С. 84-122. EDN: https://elibrary.ru/YMSFAD
23. Васюта К.С. Новый подход к оценке параметров хаотических сигналов, наблюдаемых на фоне шума, с использованием «нелинейной динамической статистики» // Проблемы телекоммуникаций. 2010. № 1(1). С. 109-114. EDN: https://elibrary.ru/QLUKEX
24. Васюта К.С. Классификация процессов в инфокоммуникационных радиотехнических системах с приме- нением BDS-статистики // Проблемы телекоммуникаций. 2012. № 4(90). С. 63-71.
25. Карманов А.П., Кочева Л.С., Щемелинина Т.Н. Применение методов нелинейной динамики для анализа результатов мониторинга сточных вод // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 6. С. 129-137. EDN: https://elibrary.ru/LUPJZN
26. Гавришев А.А. Применение пакета программ ScicosLab для моделирования системы связи с ППРЧ // Математические методы и информационно-технические средства: материалы XVI Всерос. науч.-практ. конф. Краснодар: Краснодарский университет МВД России, 2020. С. 21-24. EDN: https://elibrary.ru/DAPIAF
27. Кузовников А.В., Семкин П.В. Способ обнаружения случайных низкоэнергетических сигналов // Патент РФ на изобретение № 2511598 от 10.04.2014.
28. Альтман Е.А., Малютин А.Г., Чижма С.Н. Повышение скрытности шумоподобных сигналов в системах радиосвязи // Сборник докладов II Международной научно-технической конференции «Радиотехника, электроника и связь («РЭИС-2013»). Омск: ОАО «ОНИИП». 2013. С. 329–337. EDN: https://elibrary.ru/TXWAJV
29. Бодягин И.А., Дернакова О. В. Статистический анализ частично наблюдаемых выходных последовательностей криптографических генераторов с использованием модели DAR(p) // Веснiк сувязi. 2018. № 1(147). С. 51–55
