Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нестандартные методы защиты информации. Лабораторный практикум
.pdf
=×=×-=
TT
ststdtststdt
2
Ф1Ф2
Р h
2
РР h
éù
êú
ëû
SS
11
r
EE
1
=-=-=-
EE
SS
Тогда выражение для потенциальной помехоустойчивости сигналов фазовой телеграфии можно представить в виде
Сравнение (1.17) с (1.13) и (1.9) показывает, что при равных значениях энергетического отношения сигнал/шум на входе приемника
сигналы фазовой телеграфии с точки зрения их потенциальной помехоустойчивости предпочтительнее сигналов АТ и ЧТ.
Однако корреляционный прием сигналов ФТ предполагает
умножение на копию сигнала, а это требует точного знания начальной фазы принимаемого сигнала, что представляет собой достаточно сложную техническую задачу.
Помехоустойчивость сигналов ОФТ. При когерентном (квази-
когерентном) приеме сигналов ОФТ в качестве опорного колебания
используется сигнал предыдущей посылки, который тоже искажен
помехой. Таким образом, мощность помехи оказывается как бы в
два раза выше, а помехоустойчивость приема – приблизительно в
два раза ниже, чем при ФТ. Поэтому, выражение для потенциальной
помехоустойчивости сигналов относительной фазовой телеграфии
можно представить в виде
ош_ОФТош_ОФ
Сравнение (1.18) с (1.17) показывает, что полученное значение
оказывается примерно вдвое больше, чем вероятность ошибки для
ФТ-сигналов. Однако это и есть необходимая «плата» за возможность устранения случайных перескоков фазы в канале, приводящих к появлению обратной работы.
()()()()
1211
òò
SS
00
T
S
2
()1
stdt
1
ò
0
ош_ФТ
»=-=-
=-=-
221 Ф 21 Ф 2
E
S
2
E
1
S
N
0
éù
êú
ëû
2
E
N
[ ]
.
S
0
(1.16)
(1.17)
(1.18)
.
11
Указания по порядку выполнения работы
0
30
=
0,5
Н
=
0,1
=
(
)
t
x
3
210
-
(
)
st
(
)
st
S
E
0
hEN
10
10
-
Методику выполнения работы рассмотрим на примере экспериментального исследования потенциальной помехоустойчивости при
когерентном приеме сигналов АТ, рассмотренного в разделе теоретического обоснования к лабораторной работе.
Будем считать, что заданы параметры сигнала амплитудной те-
леграфии: несущая частота
длительность элементарной посылки
f
кГц, амплитуда
T
S
с. В канале связи на
S
В,
сигнал АТ воздействует аддитивная помеха
шум» со спектральной плотностью мощностью
В2/Гц
Требуется в математическом пакете Mathcad:
- задать исходные данные для решения задачи;
- по формуле (1.6) определить сигналы
- по формуле (1.7) определить среднюю энергию
- по формуле (1.9) рассчитать потенциальную помехоустойчи-
вость заданного сигнала AT;
- исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо-
устойчивость приема сигнала AT, если энергетическое отношение
2
сигнал/шум на входе приемника
0,01 до 1000 с шагом 1 (построить график, используя логарифмиче-
ский масштаб осей);
- используя результаты выполнения предыдущего пункта,
определить при каком энергетическом отношении сигнал/шум на
входе приемника будет обеспечена требуемая потенциальная поме-
хоустойчивость приема сигнала AT
Рассмотрим решение поставленной задачи в математическом пакете Mathcad.
1. Запускаем Mathcad и создаем новый Mathcad-документ. Со-
храняем его под именем, например, Lr_1.xmcd.
2. Задаем исходные данные для решения задачи (рис. 1.4).
=
Р
ош_АТ
1
S
=
типа «белый
N
=×
0
2
и
будет изменяться от
АТ;
сигналов АТ;
.
12
(
)
st
(
)
st
(
)
st
(
)
st
S
E
S
E
(
)
0,StT
3
6.2510
-
Рис. 1.4. Задаем исходные данные
3. Согласно исходным данным, по формуле (1.6) определяем
сигналы
4. По формуле (1.7) определяем среднюю энергию
АТ (рис. 1.6).
Как следует из рис. 1.6, средняя энергия
1
Рис. 1.5. Определяем сигналы
Рис. 1.6. Определение средней энергии сигналов АТ
и
2
АТ (рис. 1.5).
1
2
и
сигналов АТ на ин-
АТ
сигналов
тервале времени
5. Рассчитываем по формуле (1.9) потенциальную помехоустой-
чивость заданного сигнала AT, используя функцию Mathcad
cnorm(x) (рис. 1.7).
Î
Рис. 1.7. Результат расчета потенциальной
помехоустойчивости заданного сигнала AT
составляет
13
E
=´
S
2
В
с.
6. Исследуем, как будет изменяться потенциальная помехо-
0
hEN
10
10
-
80.2
h
=
устойчивость приема сигнала AT, если энергетическое отношение
2
=
сигнал/шум на входе приемника
0,01 до 1000 с шагом 1 (построим график, используя логарифмиче-
ский масштаб осей) (рис. 1.8).
S
будет изменяться от
7. Используя рис. 1.8, определим при каком энергетическом от-
ношении сигнал/шум на входе приемника будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость приема сигнала AT
Р
ош_АТ
ков «X-Y Trace» (рис. 1.9). Как следует из рис. 1.9, искомое энергетическое отношение сигнал/шум на входе приемника приблизи-
тельно составляет
Рис. 1.8. Результаты исследования изменения потенциальной
помехоустойчивости приема сигнала AT
=
. Для этого используем окно трассировки графи-
2
.
14
Уточним полученный результат, используя определение функ-
2
()
Р h
80.9
h
=
10
10
-
10
10
-
ции
ляется ответ
ош_АТ
Рис. 1.9. Определяем, при каком энергетическом отношении
сигнал/шум на входе приемника
(рис. 1.10), откуда следует, что более точным яв-
2
.
Р
ош_АТ
=
Рис. 1.10. Уточняем энергетическое отношение сигнал/шум на входе
15
Р
ош_АТ
приемника при, котором
Порядок выполнения работы
1. Исследование потенциальной помехоустойчивости приема
сигналов AT. Для заданной спектральной плотности мощности по-
мехи типа «белый шум» и сигнала АТ в соответствии с вариантом
индивидуального задания (табл. 1.1 и 1.2) необходимо:
=
- запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ,
(
)
st
(
)
st
S
E
0
hEN
(
)
2
Р h
(
)
2
Р h
(
)
st
(
)
st
например LR_1_VAR_V_АТ.xmcd, где V – номер варианта индивидуального задания;
- задать исходные данные для исследования помехоустойчиво-
сти сигналов AT;
- по формуле (1.6) определить сигналы
- по формуле (1.7) определить среднюю энергию
- по формуле (1.9) рассчитать потенциальную помехоустойчи-
вость заданного сигнала AT;
- исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо-
устойчивость приема сигнала AT, если энергетическое отношение
2
сигнал/шум на входе приемника
соответствии с вариантом индивидуального задания (табл. 1.5). По-
строить график зависимости
ский масштаб осей;
- используя график зависимости
каком энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника
будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость
приема сигнала в соответствии с вариантом индивидуального задания (табл. 1.5);
- сохранить полученные результаты исследования помехо-
устойчивости сигналов AT. Закрыть Mathcad-документ.
2. Исследование потенциальной помехоустойчивости приема
сигналов ЧT. Для заданной спектральной плотности мощности по-
мехи типа «белый шум» и сигнала ЧТ в соответствии с вариантом
индивидуального задания (табл. 1.1 и 1.3) необходимо:
- запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ,
например LR_1_VAR_V_ЧТ.xmcd, где V – номер варианта индивидуального задания;
- задать исходные данные для исследования помехоустойчиво-
сти сигналов ЧT;
=
ош_АТ
1
S
, используя логарифмиче-
ош_АТ
2
и
будет изменяться в
, определить при
АТ;
сигналов АТ;
- по формулам (1.10) и (1.11) определить сигналы
ЧТ;
16
1
и
2
- убедится в том, что на интервале времени
(
)
0,StT
(
)
st
(
)
st
12
SSS
EEE
==
(
)
st
(
)
st
(
)
0,StT
(
)
st
(
)
st
0
hEN
(
)
2
Р h
(
)
2
Р h
Î
энер-
гии сигналов
- по формуле (1.12) вычислить значение коэффициента r вза-
имной корреляции сигналов
что на интервале времени
нулю. Если значение коэффициента r взаимной корреляции сиг-
налов
«посылки» и «паузы» добиться, чтобы этот коэффициент стал близким к нулю. О возникшей необходимости корректировки частот
«посылки» и «паузы» проинформировать преподавателя и отразить
в выводах по результатам исследования;
вость заданного сигнала ЧT;
устойчивость приема сигнала ЧT, если энергетическое отношение
сигнал/шум на входе приемника
соответствии с вариантом индивидуального задания (таблица 1.5).
Построить график зависимости
мический масштаб осей;
1
- по формуле (1.13) рассчитать потенциальную помехоустойчи-
- исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо-
1
и
2
и
2
совпадают, т. е.
1
Î
ЧТ отличается от нуля, то изменяя частот
2
и
этот коэффициент близок к
2
=
ош_ЧТ
ЧТ и убедится в том,
S
будет изменяться в
, используя логариф-
;
- используя график зависимости
каком энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника
будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость
приема сигнала в соответствии с вариантом индивидуального задания (табл. 1.5);
- сохранить полученные результаты исследования помехо-
устойчивости сигналов ЧT. Закрыть Mathcad-документ.
3. Исследование потенциальной помехоустойчивости приема
сигналов ФT и ОФТ. Для заданной спектральной плотности мощ-
17
ош_ЧТ
, определить при
ности помехи типа «белый шум» и сигнала ФТ в соответствии с ва-
(
)
st
(
)
st
(
)
0,StT
(
)
st
(
)
st
12
SSS
EEE
==
(
)
st
(
)
st
(
)
0,StT
0
hEN
(
)
2
Р h
(
)
2
Р h
(
)
2
Р h
(
)
2
Р h
риантом индивидуального задания (табл. 1.1 и 1.4) необходимо:
- запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ,
например LR_1_VAR_V_ФТ_ОФТ.xmcd, где V – номер варианта
индивидуального задания;
- задать исходные данные для исследования помехоустойчиво-
сти сигналов ФT и ОФТ;
- по формулам (1.14) и (1.15) определить сигналы
2
ФТ;
- убедится в том, что на интервале времени
гии сигналов
- по формуле (1.16) вычислить значение коэффициента r вза-
имной корреляции сигналов
что на интервале времени
минс единице;
- по формулам (1.17) и (1.18) рассчитать потенциальную поме-
хоустойчивость приема заданного сигнала ФT и ОФТ;
- исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо-
устойчивость приема сигнала ФT и ОФТ, если энергетическое от-
ношение сигнал/шум на входе приемника
меняться в соответствии с вариантом индивидуального задания
(табл. 1.5). Построить графики зависимости
1
и
2
совпадают, т. е.
1
Î
2
и
этот коэффициент равен
2
Î
ФТ и убедится в том,
=
S
ош_ФТ
1
и
энер-
;
будет из-
и
ош_ОФТ
- используя графики зависимости
ош_ОФТ
сигнал/шум на входе приемника будет обеспечена требуемая по-
, используя логарифмический масштаб осей;
ош_ФТ
, определить при каком энергетическом отношении
18
и
тенциальная помехоустойчивость приема сигнала в соответствии с
Спектр
альная
Спектральная
1 4 ∙ 10
-
3
4
3 ∙ 10
-
3
2
5 ∙ 10
-
3
5
8 ∙ 10
-
3
3
2 ∙ 10
-
3
6
6 ∙ 10
-
3
0
f
S
T
0
f
S
T
1 30 0,4 0,1 4 27 0,6 0,25 2 35 0,7 0,2 5 24 0,8 0,3 3 32 0,8 0,1 6 36
0,9 0,2
вариантом индивидуального задания (табл. 1.5);
- сохранить полученные результаты исследования помехо-
устойчивости сигналов ФT и ОФТ. Закрыть Mathcad-документ.
4. После окончания исследования потенциальной помехоустой-
чивости приема сигналов АТ, ЧТ, ФT и ОФТ проанализируйте результаты исследований и сформулируйте выводы. Оформите отчет
по лабораторной работе (представляется в электронном формате в
виде документа Word).
5. Защитите работу.
Варианты заданий
Номер варианта (табл. 1.1–1.5) соответствует номеру фамилии
студента в списке учебной группы (подгруппы).
Таблица 1.1
Варианты спектральной плотности мощности
помехи типа «белый шум»
Вариант
плотность мощности
помехи N0, В2/Гц
Вариант
плотность мощности
помехи N0, В2/Гц
Таблица 1.2
Варианты параметров сигнала АТ
, В
, кГц
Вариант
частота
Несущая
0
туда
Sн
Ампли-
, с
Параметр
Вариант
19
, кГц
частота
Несущая
, В
0
туда
Sн
Ампли-
, с
Параметр
Таблица 1.3
S
T
S
T
1 30 20 0,5 0,1 4 40 30 0,6 0,25 2 35 25 0,7 0,2 5 30 15 0,8 0,3 3 35 20 0,8 0,1 6 50 40 0,9 0,2
0
f
S
T
0
f
S
T
1 30 0,4 0,1 4 27 0,6 0,25 2 35 0,7 0,2 5 24 0,8 0,3 3 32 0,8 0,1 6 36 0,9 0,2
(180)
o
Варианты параметров сигнала ЧТ
, В
Частота
Вариант
«посылки» и
«паузы», кГц
В
Б
f
f
0
Sн
Амплитуда
, с
Частота
Параметр
Вариант
«посылки» и
«паузы», кГц
В
Б
f
f
, В
0
Sн
Амплитуда
Таблица 1.4
Варианты параметров несущего сигнала ФТ и ОФТ
, В
, кГц
Вариант
частота
Несущая
0
Sн
Амплитуда
Примечание. При исследовании сигналов ФТ принимать фазо-
, с
Параметр
Вариант
, кГц
частота
Несущая
, В
0
Sн
Амплитуда
, с
Параметр
, с
Параметр
вый сдвиг радиоимпульсов «посылки» и «паузы»
20
qp
=
.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]