Анализ эффективности использования методов слепого разделения сигналов для борьбы с помеховым излучением электрических ракетных двигателей в системах космической связи

DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-4-7-12

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Рассмотрены вопросы применения алгоритмов слепого разделения сигналов в задачах повышения помехоустойчивости канала спутниковой связи с восьмипозиционной фазовой манипуляцией к воздействию помех, вызванных работой стационарных плазменных двигателей (СПД), которые являются одними из разновидностей электрических ракетных двигателей (ЭРД). В рамках исследования была разработана имитационная модель канала связи с разнесенным приемом на две антенны. При моделировании в качестве помех в канале связи были рассмотрены импульсные шумоподобные сигналы, формируемые в результате работы СПД. Используемый в исследовании алгоритм слепого разделения сигналов nc-FastICA основан на методе анализа независимых компонент. Результаты моделирования свидетельствуют о возможности эффективного использования алгоритмов слепого разделения сигналов для борьбы с помехами СПД. Применение рассмотренных в работе алгоритмов позволяет достичь выигрыша по вероятности битовой ошибки на два порядка и более. Так, был рассмотрен один из наихудших случаев приема сигнала: выигрыш от применения алгоритма nc-FastICA достигается при величинах битового отношения сигнал/шум более 5 дБ при значениях отношения помеха/сигнал в канале приёма информационного сигнала 10 дБ и в канале приема помехи от СПД 30 дБ.

Ключевые слова: слепое разделение сигналов, анализ независимых компонент, повышение помехоустойчивости систем связи, дальняя космическая связь, ЭРД

Сведения о финансировании: Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-19-00515, https://rscf.ru/project/23-19-00515.

Библиография статьи:
Тяпкин П. С. Анализ эффективности использования методов слепого разделения сигналов для борьбы с помеховым излучением электрических ракетных двигателей в системах космической связи / П. С. Тяпкин, Н. А. Важенин, А. П. Плохих // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2023. – Т. 26, № 4. – С. 7–12. DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-4-7-12

Авторы и правообладатели:

  • Тяпкин П. С. , Московский авиационный институт (Москва, Россия)
  • Важенин Н. А. , Московский авиационный институт (Москва, Россия)
  • Плохих А. П. , Московский авиационный институт (Москва, Россия)

  • 1. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов и их влияние на радиосистемы космической связи / Н.А. Важенин, В.А. Обухов, А.П. Плохих, Г.А. Попов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. – 432 c.
  • 2. The Technological and Commercial Expansion of Electric Propulsion in the Past 24 Years. / D. Lev, R. Myers, K. Lemmer, J. Kolbeck, M. Keidar, H. Koizumi, H. Liang, D. Yu, T. Schönherr, J. Gonzalez et al. // Proceedings of the 35th International Electric Propulsion Conference, Atlanta, GA, USA, 8–12 October 2017 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/326925975_The_Technological_and_Commercial_Expansion_of_Electric_Propulsion_in_the_Past_24_Years, свободный (дата обращения: 18.11.2023).
  • 3. Koppel C. The Smart-1 Electric Propulsion Subsystem / C. Koppel, D. Estublier // Proceedings of the 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, Huntsville, AL, USA, 20–23 July 2003 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://sci.esa.int/documents/34677/36590/1567255180622-AIAA2004-3435-koppelsmart09.pdf, свободный (дата обращения: 18.11.2023).
  • 4. Development of the Psyche Mission for NASA’s Discovery Program. / D.Y. Oh, S. Collins, D. Goebel, B. Hart, G. Lantoine, S. Snyder, G. Whiffen, L. Elkins-Tanton, P. Lord, Z. Pirkl et al. // Proceedings of the 35th International Electric Propulsion Conference, Atlanta, GA, USA, 8–12 October 2017. Aerospace 2020, 7, 120 26 of 30 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://electricrocket.org/2019/192.pdf, свободный (дата обращения: 18.11.2023).
  • 5. Плохих А.П. Анализ влияния электромагнитного излучения стационарных плазменных двигателей на помехоустойчивость канала связи «земля – космический аппарат» / А.П. Плохих, Н.А. Важенин, Г.А. Попов // Космические исследования. – 2019. – Т. 57, № 5. – C. 339–346.
  • 6. Naik G.R. Blind Source Separation: Advances in Theory, Algorithms and Applications / G.R. Naik, W. Wang, eds. // Signals and Communication Technology. Blind Source Separation. – Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2014. – 551 р.
  • 7. Yu X. Blind source separation: theory and applications. / X. Yu, D. Hu, J. Xu. – John Wiley & Sons, Singapore Pte. Ltd., 2014. – 366 р.
  • 8. Либеровский Н.Ю. Математическое моделирование слепого разделения двух вещественных сигналов с использованием кумулянтов четвертого порядка / Н.Ю. Либеровский, Д.С. Чиров, В.С. Припутин // Вестник ЮУрГУ ММП. Сер.: Математическое моделирование и программирование. – 2020. – Т. 13, № 2. – С. 43–53.
  • 9. Belouchrani A. A blind source separation technique using second-order statistics / A. Belouchrani, K. Abed-Meraim, J.F. Cardoso, E. Moulines // IEEE Transactions on Signal Processing. – 1997. – Vol. 45, No. 2. – Р. 434–444.
  • 10. Sahonero-Alvarez G. A Comparison of SOBI, FastICA, JADE and Infomax Algorithms / G. Sahonero-Alvarez, H. Calderon // Proceedings of the 8th international multiconference on complexity, informatics and cybernetics. – 2017. – Р. 17–22.
  • 11. Novey M. On Extending the Complex FastICA Algorithm to Noncircular Sources / M. Novey, T. Adali // IEEE Transactions on Signal Processing. – 2008. – Vol. 56, No. 5. – Р. 2148–2154.
  • 12. Xie G. An Improved Complex-valued FastICA Algorithm for Jamming Signals Sorting in Beidou Navigation Satellite System / G. Xie, H. Tang, R. Xue //2020 IEEE 3rd International Conference on Information Communication and Signal Processing (ICICSP). – Shanghai, China: IEEE, 2020. – Р. 20–25.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru