Report
Модель и условия возникновения аномалий в демодулированном трафике абонентских терминалов VSAT
| Τίτλος: | Модель и условия возникновения аномалий в демодулированном трафике абонентских терминалов VSAT |
|---|---|
| Στοιχεία εκδότη: | Системы управления, связи и безопасности, 2025. |
| Έτος έκδοσης: | 2025 |
| Θεματικοί όροι: | модель, оборудование VSAT, demodulated traffic anomalies, DVB-S2X standard technologies, аномалии, энергетический потенциал, системы спутниковой связи, VSAT equipment, energy potential of the satellite communication line, стандарт DVB-S2X |
| Περιγραφή: | Problem statement. A significant technological breakthrough in data transmission via satellite communications was the transition to a new generation of DVB-S2X digital television protocols, which allowed not only to increase the bandwidth of satellite communications networks, but also significantly reduce the requirements for channel noise levels. In practice, the application of the DVB-S2X standard made it possible to organize the stable operation of VSAT technology equipment with a signal-to-noise ratio (SNR) in the channel at -10 dB with a bit error probability of about 10-5. However, the implementation of new technical solutions based on alternating coding and modulation procedures, as well as time segmentation modes, in conditions of violation of electromagnetic compatibility (EMC) requirements, can lead to the effect of covert destructive effects (SDV), leading to distortion of information content, without an obvious disruption of the satellite communication line. The aim of the work is to increase the noise immunity of satellite radio communication lines organized using VSAT equipment by timely detecting the fact of a shift as a result of a violation of EMC conditions based on the results of detecting anomalies in demodulated information traffic. It is proposed to take into account the coding features of multilevel signal structures based on 16APSK and 32APSK modulation used in the DVB-S2X standard. Methods used: when solving the problem of detecting the fact of shift, an analytical apparatus is used to assess the noise immunity of reception based on the indicator of a given probability of a bit error in the channel. When predicting the current SNR ratio at the input of the receiving paths, methods for calculating the energy potential of satellite communication lines were used. Elements of the theory of electronic suppression were used to assess the permissible level of interference leading to disruption of the radio link. Novelty: the novelty elements are new analytical expressions that make it possible to estimate the dependence of the probability of a bit error in a channel on the ratio of interference power to signal power at a given SNR level; identification of anomalies in demodulated traffic from the perspective of evaluating the encoding features of multilevel signal-code structures; identification of conditions under which an effect occurs in VSAT-based satellite communication lines ADD in case of violation of the EMC conditions. Result: the traffic structure of the demodulated data stream has been identified, which makes it possible to detect the fact of a shift in a timely manner. The energy ratios of the signal, noise and interference are substantiated and calculated, which result in a violation (distortion) of the structure of the transmitted information, without obvious signs of a shift, i.e. while maintaining the functional operability of the satellite communication line using VSAT equipment that implements transmissions based on 16APSK and 32APSK of the DVB-S2X standard. Practical significance: The conditions of violation of EMC requirements leading to distortion of the received information content without obvious signs of disruption of the satellite communication line, similar to the effect occurring with VLF, are substantiated. The presented scientific and technical solutions are proposed to be implemented in the form of software and hardware modules in VSAT subscriber terminals. Identification of signs of the specified effect will improve the timeliness of taking measures aimed at increasing the coefficient of proper operation of satellite communication lines. Постановка задачи: существенным технологическим прорывом в передаче данных посредством спутниковой связи явился переход на протоколы нового поколения стандарта DVB-S2X, которые позволили не только увеличить пропускную способность сетей спутниковой связи, но и существенно снизить требования к уровню канальных шумов. На практике применение стандарта DVB-S2X, обеспечило возможность организации устойчивой работы оборудования VSAТ при значении отношения сигнал шум (ОСШ) в канале на уровне -10 дБ с вероятностью битовой ошибки порядка 10-5. Однако реализация новых технических решений на основе процедур переменного кодирования и модуляции, а также режимов сегментации по времени, в условиях нарушения требований электромагнитной совместимости (ЭМС) могут привести к эффекту возникновения скрытного деструктивного воздействия (СДВ), приводящего к искажению информационного контента, без явного нарушения работы линии спутниковой связи. Целью работы является повышение помехозащиты спутниковых линий радиосвязи, организованных с использованием оборудования VSAТ, за счет своевременного выявления факта СДВ в результате нарушения условий ЭМС по результатам выявления аномалий в демодулированном информационном трафике. Предлагается учесть особенности кодирования многоуровневых сигнальных конструкций на основе модуляции 16APSK и 32APSK, используемых в стандарте DVB-S2X. Используемые методы: при решении задачи выявления факта СДВ используется аналитический аппарат оценки помехоустойчивости приема по показателю заданной вероятности битовой ошибки в канале. При прогнозировании текущего соотношения ОСШ на входе приемных трактов использовались методики расчета энергетического потенциала спутниковых линий связи. Для оценки допустимого уровня помех, приводящего к нарушению работы радиолинии, использовались элементы теории радиоэлектронного подавления. Новизна: элементами новизны являются новые аналитические выражения, позволяющие оценить зависимость вероятности битовой ошибки в канале от отношения мощности помехи к мощности сигнала при заданном уровне ОСШ; выявление аномалий в демодулированном трафике с позиций оценки особенностей кодирования многоуровневых сигнально-кодовых конструкций; выявление условий, при которых в линиях спутниковой связи на основе VSAТ возникает эффект СДВ при нарушении условий ЭМС. Результат: выявлена структура трафика демодулированного потока данных, позволяющая своевременно выявлять факт СДВ. Обоснованы и рассчитаны энергетические соотношения сигнала, шума и помех, при которых наступает нарушение (искажение) структуры передаваемой информации, без явных признаков СДВ, т.е. при сохранении функциональной работоспособности линии спутниковой связи с использованием оборудования VSAТ, реализующего передачи на основе 16APSK и 32APSK стандарта DVB-S2X. Практическая значимость: обоснованы условия нарушений требований ЭМС, приводящие к искажению принимаемого информационного контента без явных признаков нарушения работы линии спутниковой связи, аналогичного эффекту, возникающему при СДВ. Представленные научно-технические решения предлагается реализовать в виде программно-аппаратных модулей в абонентских терминалах VSAТ. Выявление признаков указанного эффекта позволит повысить своевременность принятия мер, направленных на повышения коэффициента исправной работы спутниковых линий связи. |
| Τύπος εγγράφου: | Research |
| DOI: | 10.24412/2410-9916-2025-1-105-130 |
| Rights: | CC BY |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........aee500c792b9727e367b781029a00b0f |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.24412/2410-9916-2025-1-105-130 |
|---|