Синтез пристрою завадостійкого приймання сигналів тональних рейкових кіл на тлі адитивної п'ятикомпонентної завади

Автор(и)

  • Сергій Володимирович Панченко Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-7626-9933
  • Ольга Михайлівна Ананьєва Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0001-6686-8249
  • Михайло Михайлович Бабаєв Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0003-3553-8786
  • Михайло Георгійович Давиденко Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0001-7255-3059
  • Владислав Вадимович Панченко Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0003-4822-7151

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.235835

Ключові слова:

структурно детермінована завада, відношення правдоподібності, оптимальне розрізнення сигналів, регулювання руху поїздів

Анотація

Синтезовано оптимальний приймальний пристрій інформаційних сигналів тональних рейкових кіл. Сигнали спостерігаються на тлі адитивної п’ятикомпонентної завади. Перша компонента завади – широкосмуговий гаусівський шум. Інші чотири компоненти завади – структурно детерміновані: одиночна імпульсна завада, завада від сусіднього тонального рейкового кола й мультигармонійні завади від змінного тягового струму сукупно з лінією електропередач і від тягового перетворювача локомотива. Наявність комплексу завад призводить до помилок в прийнятті рішень щодо регулювання руху поїздів. Це наражає учасників даного руху на небезпеку загрозливих надзвичайних ситуацій. Тому необхідні розробка та дослідження засобів завадостійкого приймання інформаційних сигналів та формування диспетчерських рішень. Рішення про наявність або відсутність сигналу приймається шляхом порівняння двох величин середнього квадрата помилки апроксимації. Під даною помилкою розуміється різниця між вхідною напругою приймача й сумою сигналу зі структурно детермінованими завадами. Перша величина помилки обчислюється в припущенні про наявність сигналу в суміші зі структурно детермінованими завадами. Друга величина помилки обчислюється в припущенні про відсутність сигналу в цій суміші. Шумова компонента вважається присутньою в обох випадках.  Рішення відповідає каналу з меншою величиною середнього квадрата помилки. Подана блок-схема пристрою. Аналітичним шляхом показано, що середня величина помилки розпізнавання ситуацій наявності або відсутності сигналу на два порядки менша, аніж припустима за нормативними вимогами. Висока завадостійкість розробленого пристрою дозволить підвищити безпеку руху поїздів.

Біографії авторів

Сергій Володимирович Панченко, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор, ректор

Ольга Михайлівна Ананьєва, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Автоматика та комп’ютерне телекерування рухом поїздів»

Михайло Михайлович Бабаєв, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

Михайло Георгійович Давиденко, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

Владислав Вадимович Панченко, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

Посилання

  1. Ananieva, O., Babaiev, M., Blyndiuk, V., Davidenko, M. (2017). Design of a device for optimal reception of signals against the background of a two-component Markov interference. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(9 (90)), 4–9. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.118869
  2. Yoshizawa, S., Tanimoto, H., Saito, T. (2017). Data Selective Rake Reception for Underwater Acoustic Communication in Strong Multipath Interference. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2017, 1–9. doi: http://doi.org/10.1155/2017/5793507
  3. Djukanovic, S., Popovic, V. (2012). A Parametric Method for Multicomponent Interference Suppression in Noise Radars. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 48 (3), 2730–2738. doi: http://doi.org/10.1109/taes.2012.6237624
  4. Zhenhua, L., Hongbo, L., Wenyuan, X., Yingying, C. (2014). An Error-Minimizing Framework for Localizing Jammers in Wireless Networks. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 25 (2), 508–517. doi: http//doi.org/10.1109/tpds.2013.33
  5. Ananieva, O., Babaiev, M., Blyndiuk, V., Davidenko, M. (2019). Development of a device for the optimal reception of signals against the background of an additive three-component interference. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (98)), 6–13. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.159310
  6. Galev, A. V., Kosolapov, A. S. (2012). 77-30569/400050 Research of influence of smart jamming on error probability of direct-sequence spread-spectrum systems at coherent reception. Science and education, 4. Available at: http://technomag.edu.ru/doc/400050.html
  7. Torres, J., Hernandes, F., Habermann, J. (2014). Digital Demodulator for BFSK Waveform Based Upon Correlator and Differentiator Systems. Radioengineering, 23 (4), 1161–1168.
  8. Liu, W., Chen, R., Cai, H., Luo, W., Revil, A. (2017). Correlation analysis for spread-spectrum induced-polarization signal processing in electromagnetically noisy environments. GEOPHYSICS, 82 (5), E243–E256. doi: http://doi.org/10.1190/geo2016-0109.1
  9. Ouyang, X., Luo, L., Xiong, J. (2012). Time Delay Estimation Using Windowed Differential agnitude of Cross Correlation and Its Hilbert Transform. Procedia Engineering, 29, 2033–2038. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.01.257
  10. Kandar, D., Guchhait, A., Adikari, A. et. al. (2013). Clutter rejection in outdoor radar operation by correlation method for known target. Journal of Information Systems and Communication, 3 (1), 332–334.
  11. Goncharov, K. V. (2013). Synthesis of digital locomotive receiver of automatic locomotive signaling. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 1(43), 30–38. doi: http://doi.org/10.15802/stp2013/9577
  12. Ananіevа, О., Babaiev, М., Davidenko, М., Panchenko, V. (2021). Optimum reception of information signals in the conditions of action of the five-component interference. Information and control systems at railway transport, 1, 24–29.
  13. Ananіevа, O. M., Babaiev, M. M., Blyndiuk, V. S., Davidenko, M. H. (2020). Mathematical model of mix of signal and multicomponent interference on entrance of track devices of tonal rail chains. Information and control systems at railway transport, 2, 3–7. doi: http://doi.org/10.18664/ikszt.v25i2.206825
  14. Zhiglyavskiy, A. A., Zhilinskas, A. G. (1991). Metody poiska globalnogo ekstremuma. Moscow: Nauka, 248.
  15. Falkovich, S. E., Khomyakov, E. N. (1981). Statisticheskaya teoriya izmeritelnykh radiosistem. Moscow: Radio i svyaz, 288.
  16. Kay, S. M., Marple, S. L. (1981). Spectrum analysis – A modern perspective. Proceedings of the IEEE, 69 (11), 1380–1419. doi: http://doi.org/10.1109/proc.1981.12184
  17. McClellan, J. H., Rader, C. M. (1979). Number Theory in Digital Signal Processing. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 264.
  18. Novoseltseva, M. A. (2010).Detection of hidden periodicities of noisy signals by means of model of structural function in the form of continued fraction. Vestnik Kemerovskogo gosudarstvennogo universiteta, 4 (44), 79–83.
  19. Puech, T., Boussard, M., D’Amato, A., Millerand, G.; Lemaire, V., Malinowski, S., Bagnall, A., Bondu, A., Guyet, T., Tavenard, R. (Eds.) (2020). A Fully Automated Periodicity Detection in Time Series. Lecture Notes in Computer Science. Cham: Springer, 43–54. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-030-39098-3_4
  20. Digital Signal Processors. Texas Instruments. An Owerview. Available at: https://www.ti.com/microcontrollers-mcus-processors/processors/digital-signal-processors/overview.html
  21. Kulik, P. D., Ivakin, V. S., Udovikov, A. A. (2004). Tonalnye relsovye tsepi v sistemakh ZHAT: postroenie, regulirovka, obsluzhivanie, poisk i ustranenie neispravnostey, povyshenie ekspluatatsionnoy nadezhnosti. Kyiv: Izdatelskiy dom «Manufaktura», 288.
  22. Goryainov, V. T., Zhuravlev, A. G., Tikhonov, V. I. (1980). Statisticheskaya radiotekhnika: primery i zadachi. Moscow: Sovetskoe radio, 544.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-30

Як цитувати

Панченко, С. В., Ананьєва, О. М., Бабаєв, М. М., Давиденко, М. Г., & Панченко, В. В. (2021). Синтез пристрою завадостійкого приймання сигналів тональних рейкових кіл на тлі адитивної п’ятикомпонентної завади. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(9(111), 94–102. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.235835

Номер

Том 3 № 9(111) (2021): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Sergii Panchenko, Olha Ananieva, Mykhailo Babaiev, Mykhailo Davidenko, Vladyslav Panchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.