Procesamiento de información en complejos de radiovigilancia.
Silantiev Vladimir Anatolyevich,
Candidato de Ciencias Técnicas
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN EN COMPLEJOS DE RADIOVIGILANCIA
En un moderno complejo de radiovigilancia informática, hay que lidiar con intensos flujos de información creados por controladores integrados y dispositivos de procesamiento de señales digitales de los equipos de radio. La tarea del software de dicho sistema es extraer de este flujo, que caracteriza el entorno electromagnético complejo y en constante cambio, los datos necesarios para una detección fiable de las señales deseadas. El artículo analiza los principios generales del procesamiento de información en sistemas de radiovigilancia, que reflejan la experiencia de desarrollo y operación en una serie de objetos del complejo multicanal RS1100. Este complejo está diseñado para proteger objetos en forma de varias habitaciones espacialmente separadas de la fuga de información a través de un canal de radio, una red de suministro eléctrico y otras líneas cableadas.
El procedimiento de toma de decisiones para detectar una señal de interés en un complejo de radiovigilancia es, en general, un proceso complejo que consta de varias etapas. En la primera etapa, en el proceso de análisis panorámico de la situación de la radio, se determinan las secciones ocupadas del rango de frecuencia controlado. Luego, dentro de estas áreas, se realiza la selección y detección de señales individuales. Finalmente, entre todas las señales detectadas, se seleccionan las creadas por determinadas fuentes de emisiones de radio en función de una serie de características. Los modernos equipos de reconocimiento por radio proporcionan datos primarios sobre la situación de la radio a muy alta velocidad: el análisis del rango de 1 GHz con una resolución de 12 kHz se puede realizar en menos de 10 segundos con una intensidad de flujo de información de más de 20 KB/s. Las herramientas de software para sistemas automatizados de radiovigilancia deben procesar esta información de tal manera que proporcionen al operador los datos mínimos necesarios para tomar decisiones informadas en las etapas finales del análisis. De lo contrario, las cualidades de alta velocidad del equipo simplemente no se podrán aprovechar debido a las capacidades limitadas del operador.
El seguimiento de la situación de la radio en los sistemas de radiovigilancia comienza con la construcción de panoramas espectrales que reflejan la distribución de frecuencia de la radiación recibida por la antena en todo el rango estudiado. Para ello se utiliza un analizador de espectro o un receptor de radio de barrido, que mide el nivel de la señal recibida en cada paso de sintonización. La matriz de datos así obtenida representa el panorama espectral en forma discreta con una resolución igual al ancho de banda del receptor. El ordenador de control del complejo puede mostrar panoramas espectrales en la pantalla y almacenarlos en la memoria para su posterior procesamiento.
En los sistemas multicanal, se crea un panorama espectral separado para cada una de varias antenas separadas espacialmente. En particular, en el sistema RS1100 de la empresa Radioservice para identificar y neutralizar dispositivos de escucha en varias salas del edificio (ver Complejo automatizado RS1100: cómo construir un sistema de monitoreo de radio distribuido para un objeto, Sistemas de seguridad de comunicaciones y telecomunicaciones No. 4 ( 16), 1997. ) se pueden utilizar hasta 26 canales. Dichos sistemas funcionan continuamente durante un período de tiempo significativo (semanas, meses), creando en cada ciclo de escaneo panoramas espectrales que caracterizan el entorno radioeléctrico en un momento específico en el tiempo con diferentes resoluciones (de visión general y detallada). Los panoramas espectrales individuales son convenientes para la inspección visual, sin embargo, con una gran cantidad de ellos, buscar y procesar la información de interés causa importantes dificultades. Para reducir la cantidad de información almacenada y simplificar su análisis, el sistema RS1100 almacena solo los panoramas espectrales actuales (es decir, creados durante el último ciclo de escaneo), y los datos de todos los anteriores se resumen como resultado del procesamiento, por ejemplo, la acumulación. o promediando (Fig. 1). Los panoramas espectrales generalizados (llamados diagramas de carga de radiofrecuencia o panoramas de fondo) proporcionan una evaluación estadística de la intensidad de la radiación durante largos intervalos de tiempo y se utilizan con éxito para clasificar fuentes de radiación. Al mismo tiempo, es obvio que durante dicho procesamiento se pierde parte de la información relacionada con ciclos de escaneo anteriores. En particular, es imposible establecer los momentos en que aparece y se apaga una determinada señal, rastrear los cambios en sus parámetros a lo largo del tiempo, etc.
Arroz. 1. Así es como se muestran los panoramas espectrales en la pantalla de la computadora de control del sistema RS1100: en el fondo hay un panorama generalizado que refleja los resultados de todos los ciclos de escaneo anteriores, en primer plano — panorama actual.
Para solucionar este problema, en la nueva versión del programa de control del complejo RS1100, se utilizan panoramas espectrales como material de partida para identificar los principales objetos de información — señales detectadas. Cada señal recibe un identificador único y el programa reconoce señales del mismo nombre creadas por la misma fuente de radiación en diferentes antenas o que se detectan repetidamente en varios ciclos de escaneo. La selección y detección de la señal se realiza junto con la medición de varios de sus parámetros: intensidad, ancho del espectro, frecuencia portadora, etc. Toda la información sobre la señal se coloca en una base de datos, que se completa automáticamente durante el funcionamiento del sistema sin intervención del operador. La base de datos de señales detectadas (Fig. 2) no solo proporciona un almacenamiento compacto de todos los resultados de la vigilancia por radio, sino que también proporciona herramientas para procesar, clasificar y mostrar la información necesaria, lo que aumenta significativamente la eficiencia de las acciones del operador. Al analizar la información de la base de datos mediante un mecanismo estándar de consulta y generación de informes, es posible obtener información completa sobre la evolución de cada señal detectada, realizar un procesamiento estadístico de sus parámetros (que muchas veces es necesario debido a espectros no estacionarios y ondas de radio). condiciones de propagación), y también implementar señales de operaciones de clasificación muy importantes.
El número de señales detectadas por un sistema de vigilancia por radio en un solo ciclo de exploración del alcance de radio en una gran ciudad alcanza varios centenares. La tarea más importante del complejo software — seleccionar entre todo el conjunto de señales detectadas aquellas que realmente sean de interés para el operador. El programa resuelve este problema distribuyendo señales de la base de datos en grupos basándose en información a priori sobre la situación de la radio, que ingresa el operador durante la configuración o que acumula el complejo durante la operación (entrenamiento). Por ejemplo, la lista de señales detectadas se reducirá significativamente si el sistema ignora todas las emisiones creadas por fuentes «de fondo» de terceros. fuentes. El programa clasifica dichas señales basándose en los datos del diagrama de carga: Panoramas espectrales especiales creados de antemano y que caracterizan la situación de la radio en el sitio de observación.
Para continuar con la clasificación, entre todas las emisiones detectadas en cada ciclo de escaneo actual, se seleccionan aquellas que aún no han entrado nunca en el campo de visión del programa. Para la selección de tales «desconocidos» señales, se utilizan panoramas espectrales generalizados, almacenando todos los resultados de la observación desde el momento en que se inició el trabajo en una tarea específica. Clasificación de datos «desconocidos» La radiación le permite centrarse en los cambios actuales en el entorno electromagnético en relación con sus características ya estudiadas. En particular, si el complejo funciona en modo automático y es periódicamente revisado por un operador, entonces sólo le interesarán aquellas emisiones que se hayan detectado desde el último servicio. Dichas señales se seleccionan del conjunto completo de señales desconocidas en función de la hora/fecha de la primera detección y se denominan «nuevas» en el programa RS1100.
Finalmente, muchas de las señales emitidas por los transmisores de estaciones de radiodifusión y comunicaciones cumplen exactamente con los requisitos legales. Si ingresa información sobre las asignaciones de frecuencia de dichas estaciones que operan en el área de operación del complejo en la base de datos, el programa clasificará sus señales como «estándar».
Las operaciones de clasificación le permiten minimizar la cantidad de señales detectadas de interés para el operador y, en algunos casos, apuntar inmediatamente al objeto deseado. En otras situaciones, la decisión se toma en la siguiente etapa después de que se hayan completado las operaciones de identificación. Durante el proceso de identificación, el operador determina que la señal detectada fue generada por una fuente de cierto tipo. La identificación a menudo se reduce a analizar la forma del espectro o demodular la señal. En los complejos de búsqueda de dispositivos de escucha también se utilizan pruebas especiales, por ejemplo, análisis armónicos o sondeo acústico. Para los sistemas multicanal, se han desarrollado métodos de identificación espacial que permiten establecer que la señal detectada es creada por una fuente interna (ubicada dentro de un edificio o habitación) y no externa. En el sistema RS1100, los resultados de las pruebas de identificación realizadas en modo automático se colocan en la base de datos como parámetros de la señal detectada. Ordenar las listas según estos parámetros le permite organizar las señales detectadas en orden de peligro potencial.
Los métodos anteriores no agotan las capacidades del software para automatizar el procesamiento de información. en complejos de radiovigilancia. Dependiendo de su propósito y composición, el software puede realizar con éxito otras operaciones, por ejemplo, registro y análisis automático de implementaciones de señales en las salidas de demoduladores u otros procedimientos para identificar fuentes de radiación. Y en estos casos, el uso de bases de datos para almacenar, procesar y analizar información sobre la situación de la radio puede aumentar significativamente la eficiencia del complejo de monitoreo de radio.
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