Действие, которое не опирается на знание обстановки, — преступление.

Франсуа Шатобриан

Сегодня трудно представить себе мир без радиосвязи, основой которой является использование радиочастотного спектра. Этот важнейший природный ресурс нельзя ни рассмотреть, ни потрогать, но его распределением необходимо тщательно управлять. Неэффективное использование спектра неизбежно приводит к уменьшению доступных частот, а следовательно, к сокращению объема предоставляемых услуг и снижению прибыли.

Действительно, за что платит пользователь? Вовсе не за стандарт, тип протокола или архитектуру сети — в принципе, ему это совершенно безразлично. Дайте клиенту готовую услугу и получите деньги. Зато оператору, предоставляющему такую услугу, нужен определенный участок спектра. В попытках удовлетворить растущий спрос на услуги связи мы уже столкнулись с заметной нехваткой радиочастот. В будущем же, если эффективность использования спектра останется прежней (что касается и внутригосударственного, и международного уровней), проблемы только усугубятся.

Крупный бизнес

Становление рыночных отношений в России вообще и в области телекоммуникаций в частности, появление на «игровом поле» большого числа негосударственных компаний, возникновение новых видов радиосвязи и услуг привели к осознанию того, что необходимо искать нетрадиционные решения, новые подходы к регулированию использования радиочастот.

Роли различных составляющих процесса такого управления значительно изменились. По всей видимости, должен трансформироваться и сам его «сценарий». Причины столь серьезных перемен кроются в том, что радиосвязь — действительно очень крупный бизнес, в который вовлечены огромные средства. Операторы выкладывают кругленькие суммы за возможность использования каких-либо участков спектра, и во многих странах эти деньги дают дополнительный (и немалый!) доход государству. Очевидно: тот, кто платит, имеет право требовать предоставления ему «чистого» участка, полностью готового к работе. Однако на практике наладить «экологическое равновесие» диапазона весьма нелегко. И конечно, ответственность органа, управляющего распределением радиочастот, растет день ото дня.

Техника или политика?

Не секрет, что в большинстве случаев управленческие решения, связанные с распределением частот, принимаются с учетом социальных, экономических, а в последнее время — и политических соображений. Но в условиях быстро меняющейся ситуации необходимо не только отслеживать текущее состояние, но и вырабатывать долгосрочную стратегию использования спектра. Причем эта стратегия должна учитывать скорость технологических перемен, т.е. постоянного появления новых технологий и оборудования в мире телекоммуникаций.

В соответствии с теорией, стратегическое управление можно рассматривать как динамическую совокупность нескольких взаимосвязанных процессов, главные из которых — анализ среды, определение целей и задач, выбор стратегии и ее реализация. Последние звенья этой цепочки — оценка и контроль выполнения поставленных задач. Основным индикатором качества управления (в частности, использованием спектра) является соотношение успешных и безуспешных действий, предпринимаемых для достижения практических целей. А чтобы отслеживать такое соотношение, необходимы инструменты контроля. Вот тут-то и вступают в игру свойства ресурса, который мы намереваемся распределять и использование которого нужно контролировать.

Теленок маленький, на всех не хватит

В научных, околонаучных и просто популярных изданиях повторяется, как заклинание, фраза «радиочастотный спектр является природным ресурсом, а значит — величиной ограниченной». Все верно, только с одним уточнением: этот спектр сильно отличается от других видов природных ресурсов тем, что он используется, но не расходуется.

Здесь-то и возникают проблемы планирования. С точки зрения стратегии, для того чтобы не тормозить технический прогресс, важно заранее намечать участки для будущих областей использования. Это позволит разрабатывать нужную аппаратуру и развивать предполагаемые службы. С позиций оперативного планирования, напротив, совершенно неразумно в течение неопределенного времени «резервировать» диапазон для какой-то гипотетической службы, в то время как прибыль от его использования можно получать уже сейчас. Если же жестко закрепить определенные частоты за некой аппаратурой, то при необходимости перераспределить эти участки возникнут «гордиевы узлы» (как при переделе земли, на которой уже построены здания).

Да и сам процесс управления распределением спектра не назовешь тривиальным, ведь нужно взаимно увязать пространство, время и частоту. Одну и ту же полосу допускается одновременно использовать в нескольких географических зонах, расстояние между которыми зависит от характеристик распространения радиоволн. А когда не удается разделить пользователей «территориально», можно разнести их во времени.

Попробуем представить себе, что произойдет если спектр над городом NN будет переведен под управление губернатора этого города (как ни странно, такие предложения поступали). Если в городе NN частоты станут использоваться только по «местному» усмотрению, без учета распределения частот, принятого в сопредельных районах, то радиосредства, работающие в городе NN, будут не только создавать помехи соседям, но и, в свою очередь, испытывать действие помех от аппаратуры этих самых соседей. В результате — нормально работать не cможет никто. Теперь экстраполируем ситуацию на весь земной шар... Не нужно быть доктором экономики, чтобы прийти к выводу: управление использованием радиочастот невозможно ни на региональном, ни даже на государственном уровне. Как показывает практика, оно должно осуществляться исключительно на стыке государственного и международного уровней.

При выделении радиочастот следует всегда оценивать, не удастся ли обойтись без помощи радиосвязи и решить поставленную задачу другими средствами. Порой легче построить сеть на базе проводных технологий, чем «увязать» и совместить все радиосредства, работающие в данной местности. С другой стороны, имеются такие потребности (например, установления связи с подвижными объектами), которые никаким другим способом удовлетворить нельзя.

Кроме того, необходимо учитывать параметры выбранного оборудования: если они не соответствуют поставленной задаче, спектр расходуется неоправданно. При выработке стратегии, составлении планов и определении условий использования частот нужно опираться не только на такие факторы, как экономическая и национальная политика, но и на беспристрастные оценки технических специалистов, владеющих методами анализа и хорошо осведомленных о новейших разработках. В рамках аналитической работы, например, должны приниматься решения по проблемам помех и определяться характеристики оборудования, позволяющие обеспечить совместимость различных радиосистем.

Впрочем, все это — повод для отдельного разговора. Мы же вернемся к теме данного опуса.

Информация для информационных технологий

Конечно, управление столь необычным ресурсом требует специальных подходов, а сведения о том, насколько эффективно задействуются «занятые» полосы частот, приобретают поистине стратегическое значение. Для обеспечения грамотного управления специалисты по планированию должны владеть полной информацией о текущем состоянии ресурса и планируемых изменениях.

При подаче радиочастотных заявок будущие пользователи предоставляют массу самых разных данных, но их часто оказывается недостаточно. Скажем, записи о назначениях частот указывают лишь на то, что работа на определенной частоте разрешена, но, как правило, не содержат сведений о том, используется ли она фактически и в соответствии с установленными требованиями. Не так уж редко полоса частот оказывается перегруженной исключительно «на бумаге».

Жизненно важная информация о реальном использовании частот может быть получена только от службы радиоконтроля, однако тут есть одна закавыка. Как гласят «милицейские байки» (www.anekdot.ru), «никто точно не знает, что это за служба. То ли она от ФСБ, то ли от МВД, то ли для пеленгации нелегальных радиостанций, то ли следит, чтобы никто не ругался матом на служебной волне. А может, ее и вообще нет?»

В изданных МСЭ еще в 1995 г. «Справочнике по управлению использованием спектра на национальном уровне» и «Справочнике по радиоконтролю» можно прочитать: «Использование радиоконтроля не следует ограничивать помощью органам надзора в решении проблем с помехами, в определении местонахождения и идентификации станций, ведущих передачи без соответствующего разрешения. Служба радиоконтроля должна стать главным помощником органа управления использованием спектра в его работе по планированию частотных назначений и использования радиочастот».

На деле же, как было признано в апреле 2000 г. на собрании рабочей группы по переработке «Справочника МСЭ по радиоконтролю», в подавляющем большинстве стран результаты радиоконтроля практически никогда не учитывались при планировании, и почти вся деятельность служб радиоконтроля заключается в надзоре за связью.

Определим цели

Сегодня обязанности служб радиоконтроля уже не ограничиваются помощью в решении проблем с помехами, определением уровня помех, допустимого для приема программ звукового и телевизионного радиовещания, или обнаружением, локализацией и идентификацией несанкционированных передатчиков. Чтобы радиослужбы и отдельные станции могли работать одновременно, задействуя минимум ресурсов и получая максимальную выгоду, важно знать, например, интенсивность использования каналов и полос частот, параметры передаваемых сигналов.

Результаты радиоконтроля незаменимы для определения неиспользуемых каналов, которые вполне «пригодны» для организации новых радиослужб и расширения уже существующих, или, наоборот, для наложения запрета на дополнительные присвоения частот в интенсивно используемых полосах. Такая информация служит и основанием для расследования в тех случаях, когда регистрируется передача сигнала на частотах, по официальным данным не имеющих каких-либо присвоений, либо когда присвоенные частоты не задействуются или используются с нарушениями установленных требований. Наконец, эти сведения могут облегчить планирование при распределении дополнительных полос, когда уже «действующие» становятся слишком перегруженными.

Ныне спрос на радиочастоты явно превышает предложение, поэтому статус радиоконтроля с его более или менее регулярными проверками начинает меняться. Теперь это не «замыкающее звено» (согласно теории) процесса управления распределением спектра. Какова же его новая роль?

Понятно, что «теоретического» планирования для правильного использования спектра недостаточно, но недостаточно и контроля самого по себе. В замкнутом цикле разумного эффективного управления очень важно объединить оба процесса — распределения частот и радиоконтроля. При этом следует тщательно определить процедуры взаимодействия органов управления и радиоконтроля. Очень важно, чтобы обе стороны знали и признавали области ответственности друг друга.

Для начала определим точки отсчета. Правила и положения, основанные на соответствующем законодательстве, являются регламентарной и правовой основой процесса управления использованием спектра. Информационные базы данных, включающие подробную информацию обо всех легальных пользователях спектра, составляют его административную и техническую основу. Радиоконтроль же обеспечивает проверку соблюдения действующих правил. Теперь набросаем эскиз возможного сценария взаимодействия. При этом помним, что спектр задействуется для всех видов радиопередач.

1. Администрация связи (в нашей стране это Минсвязи России) устанавливает правила использования спектра, имея в своих руках механизм выделения полос радиочастот и назначения рабочих частот.

2. Служба радиоконтроля ведет наблюдение за использованием радиочастот и определяет, соответствует ли оно установленным правилам. Когда результаты наблюдений свидетельствуют, что радиочастоты используются с нарушением установленных требований, должно предприниматься одно из следующих действий.

Действия по исправлению ситуации. К организациям и лицам, ответственным за создавшуюся ситуацию (например, к держателям лицензий или тем, чьи действия привели к нарушениям), принимаются меры, устанавливаемые нормативными актами. В этом случае радиоконтроль работает как составляющая службы надзора.

Действия по пересмотру политики использования частот. Если обнаружено, что несоответствие не вызвано нарушением правил со стороны пользователя, а порождено реальной необходимостью, наилучший выход — информировать потребителя о сложившемся положении и проверить, нет ли других возможностей для обеспечения работы. Порой анализ ситуации может даже привести к выводу о необходимости для администрации связи пересмотреть существующую или разработать новую политику использования радиочастот. Тогда радиоконтроль выступает в роли составляющей органа управления использованием спектра.

3. Когда администрация связи, обеспечивая принятие решения о допуске на рынок новых радиослужб, проводит экспериментальные исследования для определения возможности и условий их работы, служба радиоконтроля непосредственно контролирует ход эксперимента, дает рекомендации по его проведению и применению полученных результатов. Таким образом, радиоконтроль вовлечен в процесс перспективного планирования.

4. При подготовке к конкурсам на право использования радиочастот служба радиоконтроля осуществляет объективную проверку реальной занятости полос, выставляемых на конкурс. Только имея в руках результаты такой проверки, можно гарантировать, что оператор, выигравший конкурс, действительно получит возможность предоставлять соответствующие услуги. Следовательно, результаты работы этой службы являются неким «обеспечением» взаимовыгодной сделки между государством и оператором.

5. В случае появления в полосе частот помех служба радиоконтроля работает непосредственно с пользователями — либо определяя возможные сценарии совместной работы передатчиков, позволяющие минимизировать влияние помех, либо вырабатывая для службы распределения радиочастот рекомендации по перемещению мешающих передатчиков в другие участки спектра.

При таком взаимодействии двух органов цепочка управления замыкается неоднократно, а сам процесс становится двусвязным, имеющим несколько ветвей прямого и обратного хода. Оба участника должны быть равнозначны, и абсолютно необходимым условием корректной работы являются их совместные согласованные действия. В идеале, процесс радиоконтроля должен выполняться параллельно с процессом распределения частот, тогда показателем эффективности и рентабельности обеих служб станет степень их «взаимопонимания».

Отметим, что во многих странах радиоконтроль вносит существенный вклад в разработку политики распределения частот. Информация, полученная службой радиоконтроля, учитывается при пересмотре и разработке национальных планов использования спектра, создании оптимальных процедур распределения частот, принятии решений о постепенном сворачивании старых систем при переходе к новым технологиям. Она применяется для европейской и глобальной гармонизации использования частот, работ по повышению качества радиолиний, а также для обеспечения выполнения правил и регламентарных требований.

Дальше — только вместе

Между данными, получаемыми в процессе контроля, и зарегистрированными частотными присвоениями нет однозначной связи. Информация о присвоении частоты указывает только на то, что эта частота может быть использована, но остается неясным, какой именно передатчик создает сигнал. С другой стороны, наличие присвоения конкретной частоты и сигнала на этой частоте не обязательно означает, что измеренный сигнал принадлежит именно тому передатчику, которому данная частота присвоена. Чтобы разрешить неопределенность, необходим слуховой контроль за позывными или применение иных способов «опознания» передатчика. Кроме того, если регистрируется отсутствие сигнала, это не обязательно указывает на «свободу» частоты. Работающий на ней передатчик может либо молчать в период проведения контроля, либо функционировать вне ограниченной дальности приема контролирующей станции.

Планирование может производиться эффективно только в условиях взаимной координации, а для этого необходимо точно знать, «кто есть» на каждом участке радиоспектра. Данные, полученные от службы радиоконтроля, должны содержать сведения о реальном использовании частот, их «качестве» и степени отличия от международных планов распределения, а также подтверждать или опровергать необходимость таких отличий. Оговоримся: эта информация действительно полезна лишь в том случае, когда она служит для распределения/перераспределения частот, проверки математических и управленческих моделей, реализуемых в процессе распределения радиочастот. В противном случае затраты оказываются неоправданными и гораздо дешевле задействовать станции радиоконтроля только для борьбы с источниками помех.

С точки зрения бухгалтера

Функции распределения радиочастот и административные функции эффективной системы управления использованием спектра выходят за рамки простого создания и ведения базы данных технических параметров радиосредств.

На самом высоком уровне, перспективного планирования, требуются следующие данные: о фактической занятости спектра в сравнении с занятостью согласно выданным разрешениям; об отклонениях фактических параметров передачи от разрешенных; о местоположении и параметрах излучения санкционированных и несанкционированных передатчиков; о помехах между передатчиками (кроме того, нужны рекомендации по устранению помех). Результаты измерений просто незаменимы для устранения проблем, решать которые невозможно, зная лишь теоретические характеристики радиосистем. Только имея всю эту информацию, высшее звено управленцев может разработать грамотную политику перспективного планирования частот, которая, в свою очередь, позволит государству получить максимальную выгоду от их использования.

Те же сведения плюс данные о средней частоте и ширине полосы сигнала, его мощности, виде и параметрах модуляции, азимутальном направлении на передатчик (или его местоположении), времени прохождения сигналов, результатах опознавания источника сигнала и содержании передачи необходимы и на другом уровне — операторам станций радиоконтроля. Они используют эту информацию для обнаружения радиопередач, параметры которых не соответствуют установленным требованиям, и выясняют причину несоответствия.

При правильной организации взаимодействия служб контроля и управления процесс распределения радиочастот является источником дохода для национальной администрации связи. Он может складываться из разовых выплат за выдачу разрешений на использование радиочастот, из денежных средств, регулярно взимаемых за работу на назначенных частотах, а также полученных в виде пени и штрафов (за работу без надлежащим образом оформленных разрешительных документов, с параметрами излучения, отличающимися от установленных, или с нарушением определенных правил и регламентирующих положений). Такова мировая практика.

Еще одно косвенное «финансовое соображение» в пользу подобного контроля. Несанкционированная передача, не приносящая доходов администрации, или обслуживание «официальных» пользователей с нарушением действующих правил приводят к появлению помех и, как следствие, к снижению качества. Кроме того, безнаказанность несанкционированных передач провоцирует других «пиратов» на работу без разрешения.

Конечно, даже самая лучшая система управления распределением спектра не принесет желаемых результатов, если пользователи не станут выполнять требования разрешительных документов. Поэтому без эффективных процедур, обеспечивающих соблюдение этих требований, может быть нарушена целостность процесса управления. Соответственно, радиоконтроль постепенно становится центральным звеном в реализации политики использования радиочастот.

Однако

В сфере телекоммуникаций сегодняшней России наблюдается почти полное «наличие отсутствия» рыночных механизмов регулирования и необходимых кадров управленцев, не говоря уже о белых пятнах в законодательстве. Программа конверсии радиочастотного спектра растянулась на целое десятилетие, и конца этому процессу пока не видно.

Вряд ли кто-то осведомлен о положении дел с существующей системой радиоконтроля лучше начальника Главгоссвязьнадзора Н. А. Логинова. Поэтому просто повторим слова, сказанные им на семинаре «Управление радиочастотным спектром в новом тысячелетии» (20—23 сентября 1999 г.): «Система технического контроля за параметрами излучений радиоэлектронных средств гражданского применения существует в нашей стране уже более 50 лет. Ее организация и структура закладывались в соответствии с уровнем развития средств связи того времени. Она была ориентирована на диапазон частот до 30 МГц, являлась относительно автономной и слабо увязанной со службами мониторинга других государств... Россия хотела бы активнее участвовать в международной системе радиоконтроля, однако до настоящего времени она не имеет возможности осуществлять это в полном объеме. Проблема заключается в том, что наши контрольные станции пока не отвечают предъявляемым сегодня требованиям».

В этих словах — всего две цифры, но они дают прекрасную возможность сориентироваться в ситуации, определить, насколько наши станции радиоконтроля «не отвечают». Что значат 50 лет для такой отрасли, как радиосвязь? За это время сменилось несколько поколений технологий. Какой процент используемого спектра составляет участок «до 30 МГц»? Уже стали привычными системы сотового телевидения MVDS, использующие участок 40,5—42,5 ГГц, и в ряде стран разворачивается производство радиорелейных станций, работающих в диапазоне 56—58 ГГц.

Но проблемы этим не ограничиваются. «Пиратство» в использовании радиочастот распространено не менее, чем всем известное «видеопиратство», причем защита спектра, как и защита авторских прав, является проблемой «без государственных границ». Если мы не будем сами контролировать свой эфир, найдутся желающие (и умеющие) сделать это за нас, а значит, при возникновении конфликта, который невозможно разрешить без объективных измерений, информацию у таких «желающих» придется покупать. Как не вспомнить известную пословицу, гласящую, что тот, кто не хочет кормить свою армию, будет кормить чужую.

И еще одна народная мудрость: прочность цепи определяется самым слабым ее звеном. Следовательно, имея немощную систему радиоконтроля, нельзя говорить о существовании отлаженного механизма управления использованием спектра. Если же одно из звеньев цепи вообще отсутствует, то цепь ли это?

ОБ АВТОРЕ

Юлия Волкова — независимый автор. С ней можно связаться по адресу nets@networld.ru, Волковой.


Принципы построения систем радиоконтроля

Дефицит частотного ресурса, особенно для мобильной связи, где «частотная планка» не может быть поднята выше 2,5—3 ГГц, приводит к необходимости не только рационального распределения спектра, но и контроля за его использованием.

В спутниковой связи частотный ресурс обычно распределяется «на всемирной основе». По отношению к наземным сотовым и транкинговым сетям этот природный ресурс относят к «национальному достоянию», поэтому выделение частот осуществляют национальные Администрации связи. Таким образом, участки спектра, «предназначенные» для радиосети на базе того или иного стандарта, могут меняться в зависимости от принадлежности данной сети к какой-либо стране и от того, кто является ее оператором.

По назначению системы радиоконтроля подразделяются на локальные, региональные и межрегиональные (федеральные). Система федерального уровня имеет радиально-узловую структуру и включает в себя большое число локальных сетей радиомониторинга, а также центры радиоконтроля регионального и федерального уровней (см рисунок).

Структурная схема системы радиоконтроля федерального уровня (РМО — рабочее место оператора, БД — база данных)

Локальные сети радиоконтроля выполняют комплексный анализ электромагнитной обстановки в определенном географическом регионе, позволяя (несмотря на разнообразие оборудования радиосвязи) снизить уровень взаимных помех между системами связи одного или разных стандартов. Результатом таких измерений являются базы данных, содержащие карты распределения интенсивности электромагнитного излучения в различных диапазонах частот и регионах.

Основу локальных сетей мониторинга спектра составляют профессиональные измерительные приемники, обеспечивающие прием или перехват радиопередач, идентификацию источников излучения (в том числе нелегальных), их пеленгацию и регистрацию с последующим анализом электромагнитной обстановки. Такие устройства имеют широкий динамический диапазон и высокую линейность, используют быструю перестройку частоты и цифровые сигнальные процессоры (DPS).

Сбор, обработку и обобщение полученной информации об электромагнитной обстановке осуществляют центры регионального и федерального уровня. Последний на основе этой информации решает в том числе и организационно-правовые проблемы, связанные с управлением спектром.

Создание глобальной системы радиоконтроля в России — задача непростая, хотя бы потому, что у нас работают средства связи широкой «номенклатуры» стандартов (GSM, NMT-450, CDMA, AMPS, MPT-1327, LTR — всего и не перечислишь), которые используют разные сценарии распределения полос частот в конкретных географических районах. А с появлением сетей 3-го поколения к существующим добавятся и не менее пяти новых стандартов для сетей разной конфигурации (макросоты, микросоты и пикосоты).


Сделано в России

Анализ радиочастотной и помеховой обстановки в КВ- и УКВ-диапазонах осуществляется с помощью специализированных одноканальных или многоканальных приемников, оснащенных необходимым набором антенн. Выбор числа каналов и диапазонов перестройки частоты зависит от параметров измеряемых сигналов и источников помех. Использование в многоканальных средствах радиоконтроля цифровых сигнальных процессоров позволяет повысить скорость определения требуемых параметров, обеспечивая при этом высокую степень идентификации характеристик отдельных каналов. Одним из российских разработчиков систем цифровой обработки сигналов (ЦОС) является АОЗТ «Инструментальные системы».

Многоканальный КВ-приемник, созданный ООО НТЦ «Радикон-М», обладает широким динамическим диапазоном и способен работать в условиях воздействия мощных сигналов, что достигается за счет применения в его схеме коммутируемого входного усилителя, высокочастотного аттенюатора, субоктавного преселектора и высокоуровневых смесителей. Приемник построен на базе классической схемы с двойным преобразованием частоты. Благодаря выбору разработчиками значения первой промежуточной частоты (ПЧ) 62,5 МГц существенно упрощается реализация преселектора и реализуется высокая степень подавления помех по первому зеркальному каналу. Второе преобразование частоты осуществляется на ПЧ 2,5 МГц, что обеспечивает сопряжение с трактом дальнейшей цифровой обработки, производимым компанией «Инструментальные системы».

Внешний вид одноканального приёмника КВ-диапазона

На основе блоков многоканального приемника выпускается и одноканальный (см. фото), обеспечивающий спектральный анализ, измерение уровня и значения частоты, демодуляцию AM-, ЧМ- и ФМ-сигналов в режиме реального времени, а также вывод контролируемого сигнала на прослушивающие устройства. Управление работой приемника осуществляется через стандартный интерфейс — RS-232 или IEEE 1284.

Контроль сигналов в УКВ-диапазоне также основан на делении полосы на два поддиапазона: 0,03—1 и 1—3 ГГц. Блоки приемника для работы в первом из них используют схему с двойным преобразованием частоты и восьмиканальный субоктавный преселектор. Значение частот первой и второй ПЧ выбраны равными 1221,4 и 21,4 МГц соответственно. Расширение диапазона частот до 1—3 ГГц обеспечивает дополнительный понижающий конвертор, который может размещаться непосредственно у антенны.

Сравнительные характеристики приемников КВ- и УКВ-диапазонов приведены в таблице.

Основные характеристики приемников КВ- и УКВ-диапазонов частот
ПараметрКВ-диапазонУКВ-диапазон
Число приемных каналов До 8До 8
Диапазон рабочих частот, МГц1,5—3230—1000/ 1000—3000
Шаг перестройки по частоте, кГц11
Время перестройки частоты, мс0,8 0,8
Полоса пропускания по уровню -3 дБ, МГц0,15—0,255—10
Коэффициент шума, дБ99
Собственные шумы, дБВт/Гц-195-195
Чувствительность в полосе 3 кГц (отношение сигнал/шум 10 дБ), дБм (мкВ)-128 (0,3)-128 (0,3)
Подавление зеркальных каналов приема, дБ Не менее 110Не менее 80
Неидентичность каналов (макс)
по коэффициенту усиления, дБ120
по фазе,0120
Частоты ПЧ, МГц70/10,71221,4/21,4
Потребляемая мощность двух каналов, Вт Не более 45Не более 45
Рабочий диапазон температур, оС5—355—35

Средства цифровой обработки сигналов

Внешний вид восьмиканальной системы ЦОС ПЧ, установленной в компьютер

Высокая технологичность современных цифровых измерительных комплексов основана на дискретизации радиосигналов непосредственно на промежуточной частоте (ПЧ) вплоть до величин нескольких десятков мегагерц с помощью быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

Многоканальная система когерентной цифровой обработки сигналов ЦОС ПЧ, созданная АОЗТ «Инструментальные системы», разработана на базе модульной архитектуры. Конструктивно все модули выполнены в виде вставных плат для установки в компьютер с шиной PCI. Открытая архитектура обеспечивает возможность программирования параметров системы как разработчиком, так и пользователем.

Преобразование сигнала в цифровую форму осуществляется на ПЧ с последующим формированием квадратурных составляющих в цифровом тракте. Оно выполняется с помощью 12—14-разрядного АЦП и специализированного сигнального процессора — цифрового понижающего преобразователя DDС (Digital Down Converter). Базовый модуль включает от 1 до 8 каналов АЦП и DDC на одной плате.

Базовый модуль ЦОС ADP60PCI на процессоре AD2106x

Цифровые сигнальные процессоры обеспечивают демодуляцию сигналов, управление приёмным трактом, спектральную и корреляционную обработку. Вычислительная среда из нескольких сигнальных процессоров выполнена таким образом, что каждый из них способен обрабатывать данные как «своего» канала, так и любого другого (при объединении процессоров в кластер; режим «Все ЦОС обрабатывают один канал»).

Такая конфигурация ЦОС обеспечивает как высококачественный мониторинг широкого спектра частот, так и узкополосный анализ и демодуляцию сигналов. При этом для каждого канала системы предусмотрена передача демодулированного сигнала на устройство прослушивания.

Модульная архитектура ЦОС ПЧ позволяет построить систему с числом каналов от 1 до 16 (характеристики четырехканальной ЦОС ПЧ см. ниже). Наращивание вычислительной мощности обеспечивается за счет установки дополнительных процессорных плат.

Основные характеристики четырехканальной системы ЦОС ПЧ
Частотный диапазон входных сигналов0,01—90 МГц
Максимальная ширина спектра входных сигналов (по уровню 60 дБ)30 МГц
Частота дискретизации АЦП (макс)60 МГц
Разрядность АЦП12—14 бит
Шаг настройки DDC0,006 Гц (при F=60 МГц)
Полоса пропускания фильтра DDC (макс)515 кГц
Неравномерность в полосе пропускания DDC0,04 дБ
Затухание в полосе задержания DDC102 дБ
Коэффициент прямоугольности фильтра DDC1,5
Коэффициент децимации DDC64—131 072
Максимальный входной сигнал (усиление 0 дБ)0,125 В +20%
Пороговая чувствительность (в полосе 3 кГц при усилении PGA 20дБ)1,2 мкВ
Тип процессораADP21160
Производительность в канале600 MFLOPS
Время вычисления комплексной БПФ (1024 точек)90 мкс

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями