Радиомониторинг. Исследование возможностей и особенностей применения программно-аппаратного комплекса С2М. Учебно-методическое пособие

Министерство образования и науки Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.А. ТРУШИН, В.М. КУРШИН

РАДИОМОНИТОРИНГ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА С2М

Учебно-методическое пособие

НОВОСИБИРСК

2017

радиомикрофоны большой мощности 250–1000 мВт Применяются очень редко, так как источник такого сильного излу-

чения легко обнаружить. Чаще всего, такие радиомикрофоны применяют в автомобилях. Это обусловлено тем, что расстояние при этом переменное и корпус автомобиля частично экранирует передатчик.

По стабильности несущей частоты:

радиомикрофоны с «мягким» каналом В подобных устройствах специальных мер по стабилизации несу-

щей частоты не применяется. С ними труднее работать (возможен уход частоты при приеме, необходимо подстраивать приемник), но их так же труднее обнаруживать и они самые дешевые. В носимом варианте не применяются. Как правило, малой мощности или в начале диапазона средней мощности

радиомикрофоны с «жестким» каналом В данных устройствах применяются схемотехнические решения,

обеспечивающие стабильность несущей частоты излучения благодаря применению кварцевых резонаторов, резонаторов на основе поверхностоакустических волн (ПАВ) или схем ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты). Могут использоваться в носимом варианте или в автомобилях. Как правило, средней или большой мощности.

По способу маскирования передаваемой информации (и факта применения радиомикрофона):

радиомикрофоны с открытым каналом Передача информации происходит с использование одного из

стандартных типов модуляции AM, ЧМ (узкополосная и широкополосная). Используются очень широко, потому что позволяют использовать ужеимеющиесяилислегкапеределанныеприемники.

радиомикрофоны с закрытым каналом В данных устройствах, для передачи информации применяют не-

стандартные виты модуляции или предварительную обработку передаваемой речевой информации, в том числе и перевод речевых сигналов в цифровую форму. Главное достоинство: сложность обнаружения факта применения изделия, так как даже при перехвате сигнала на сканирующий приемник сложно идентифицировать сигнал. Простейший способ закрытия передачи: инверсия спектра. Их применение ограничивается необходимостью приобретения весьма дорогих специализированных приемников.

6

радиомикрофоны со скачкообразным изменением несущей частоты (СИЧ-закладка)

Радиомикрофоны данного типа, через определенное время работы (несколько секунд) изменяют свою несущую частоту (в последних разработках до 150 МГц). Ступеней перехода как правило 2 или 3. Ограниченность их распространения так же объясняется необходимостью применения специализированного приемника. Речевой сигнал может кодироваться.

радиомикрофон с шумоподобной модуляцией

Перед передачей сигнал в подобных устройствах обрабатывается определенным образом, в результате чего его уровень уменьшается, а полоса расширяется до 15–20 МГц. Действительно ШПС-закладку практически невозможно перехватить на сканирующий приемник или локализовать индикатором поля. Ограниченность их распространения так же объясняется необходимостью применения специализированного приемника.

По времени работы:

радиомикрофоны непрерывного действия Как правило, небольшой мощности (чтобы дольше хватило элемен-

тов питания), с открытым канатом. Разновидностью подобных радиомикрофонов являются радиомикрофоны с питанием от сети 220В. У них практически неограниченное время работы и из за установки их возле сетевых проводов затруднен поиск.

радиомикрофоны с активацией голосом Включаются на передачу при появлении в месте установки речевого

сигнала. Подобный способ позволяет значительно увеличить время работы от одного комплекта элементов питания.

радиомикрофоны с дистанционным управлением Включают в себя помимо передатчика приемник, который позво-

ляет включать их в интересующие моменты времени и потом выключать. Наличие дистанционного управления сильно увеличивает время работы от одного комплекта элементов питания, кроме того, очень сильно затрудняет их поиск. Передаваемая информация иногда кодируется, но это применяется редко.

Кроме того, необходимо отметить, что для несанкционированного съема информации могут применяться устройства, также относящиеся

7

к типу радиопередатчиков, но не излучающие сигнал в радиодиапазоне. К подобным устройствам относятся:

сетевые микрофоны Устанавливаются в сеть 220В или телефонную линию. Передача

информации производиться путем модуляции несущей частоты. Значения несущей частоты выбирается в диапазоне 20 кГц–1 МГц. При таких низких значениях несущих частот сигнал распространяется по проводам, к которым подключено устройство без излучения в эфир. Питание осуществляется от линии, к которой подключено устройство.

Инфракрасные устройства съема информации Принцип действия близок к принципу действия сетевых микрофо-

нов. Несущая частота в диапазоне 20кГц - 1 МГц модулируется акустическим сигналом. Полученный сигнал поступает на инфракрасный светодиод. Применение их ограничивается необходимостью располагать их возле окон, что облегчает обнаружение.

Процесс объединения информационного, в нашем случае звукового сигнала, с частотой генератора называется модуляцией. Модуляция определенным образом изменяет форму ВЧ колебаний и бывает нескольких видов. Врадиосвязичащевсегоиспользуютамплитудную(AM, AM-amplitude modulation) и частотную модуляцию (ЧМ, FM-frequency modulation) (рис. 1).

Рис. 1

Амплитудная модуляция (AM) – модуляция, при которой незатухающие колебания изменяются по амплитуде в соответствии с модулирующими его колебаниями более низкой частоты. Частотная модуляция (ЧМ) – модуляция, при которой несущая частота сигнала изменяется в соответствии с модулирующим колебанием. В зависимости от величины

8

изменения несущей частоты различают узкополосную частотную модуляцию (NFM) и широкополосную частотную модуляцию (WFM). Радиомикрофоны чаще всего бывают с NFM или WFM модуляцией. Это объясняется большей помехоустойчивостью данного типа модуляции. Сетевые микрофоны и инфракрасные устройства съема информации изготавливаются с NFM модуляцией. Кроме того, существуют радомикрофоны с цифровой передачей данных. Применениеэтих радиомикрофонов ограничено. Этосвязаностем, чтодляприемасигналовотнихнеобходим специализированный приемник. Кроме того, стоимость подобных радиомикрофонов значительно выше стоимости радимикрофонов использующих стандартные виды модуляции.

2.2. Классификация программно-аппаратных комплексов радиомониторинга

Все существующие комплексы разных производителей можно разделить на три группы в зависимости от алгоритма работы и стоимости. Наиболее простыми и дешевыми являются комплексы пошагового анализа. При проведении радиомониторинга компьютер перестраивает сканирующий приемник в заданном диапазоне с установленным оператором шагом. Если на какой либо частоте уровень сигнала превышает пороговый, производиться проверка принадлежности радиосигнала в соответствии с настройками комплекса. Главный недостаток програм- мно-аппаратных комплексов этого типа – большое время необходимо дляпроверки. Например, для проверкидиапазона частот40–2000 МГцс акустическим зондированием необходимо от 40 минут до 1,5 часов.

Комплексы радиомониторинга относящиеся ко второй группе осуществляют проверку интегрального уровня сигналов в полосе промежуточной частоты (ПЧ) приемника. Для прояснения алгоритма работы служит рис. 2.

Для реализации подобного алгоритма используют сканирующие приемники уже имеющие выход ПЧ или дорабатывают остальные. При проведении радиомониторинга сканирующий приемник перестраивается с шагом равным полосе ПЧ. В каждом шаге производится детектирование уровня сигналов. Если как показано на рис. 2, а интегральный уровень сигналов ниже порогового комплекс перестраивается дальше. Если интегральный уровень сигнала выше порогового

9

(рис. 2, б) комплекс перестраивает приемник в пределах полосы ПЧ с меньшим шагом для точного определения значений частот. При настройке на каждую частоту в пределах полосы ПЧ, уровень которой превышает пороговый, также производиться проверка принадлежности радиосигнала в соответствии с настройками комплекса. Использование данного способа значительно уменьшает время проведения радиомониторинга. Оно находится в диапазоне 10–20 минут.

Рис. 2

Комплексы радиомониторинга третьей группы имеют еще меньшее время сканирования. Это достигается путем цифровой обработки сигналов. Сканирующий приемник также перестраивается с шагом равным полосе ПЧ. Но при превышении интегральным уровнем сигнала порогового значения производится оцифровка сигнала с выхода ПЧ и последующая обработка. Обработка заключается в том, что проведя определенные преобразования над полученным массивом данных, можно получить информацию о частотах и уровнях сигналов. Для этого может использоваться, например, операция быстрого преобразования Фурье (БПФ). Время необходимое на проведение БПФ меньше чем время необходимое для проверки полосы ПЧ с меньшим шагом, как в комплексах относящихся ко второй группе.

10