Параметрический синтез декаметрового канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Белоконь Дмитрий Александрович

• Белоконь Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Белоконь Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НАДЕЖНОСТЬ ДЕКАМЕТРОВОГО КАНАЛА СВЯЗИ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ИОНОСФЕРЫ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ЕЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1.1 Состояние, тенденции развития декаметровой радиосвязи и обоснование

объекта исследований

1.2 Системный анализ проблемы обеспечения требуемой надежности декаметрового канала связи

1.3 Анализ недостатков метода оценки надежности связи декаметрового канала связи

1.4 Постановка научной задачи

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ДЕКАМЕТРОВОГО КАНАЛА СВЯЗИ ПРИ ОДИНОЧНОМ ПРИЕМЕ СИГНАЛОВ БББК С ЗАМИРАНИЯМИ РАЙСА В УСЛОВИЯХ ДИФФУЗНОСТИ ИОНОСФЕРЫ

2.1 Разработка методики оценки допустимого отношения сигнал/шум при

одиночном приеме сигналов БББК с замираниями Райса в декаметровом канале связи в условиях диффузности ионосферы

2.2 Оценка надежности декаметрового канала связи с учетом допустимого

отношения сигнал/шум при одиночном приеме сигналов БББК с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ДЕКАМЕТРОВОГО КАНАЛА СВЯЗИ ПРИ РАЗНЕСЕННОМ ПРИЕМЕ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ (М-РБК, М^АМ) С ЗАМИРАНИЯМИ РАЙСА В УСЛОВИЯХ ДИФФУЗНОСТИ ИОНОСФЕРЫ

3.1 Разработка методики оценки допустимого отношения сигнал/шум декаметрового канала связи при разнесенном приеме цифровых сигналов (М-РБК, М^АМ) с замираниями Райса в зависимости от выбора отношения рабочей частоты к МПЧ и уровня диффузности ионосферы

3.2 Оценка надежности декаметрового канала связи с учетом допустимого

отношения сигнал/шум при разнесенном приеме цифровых сигналов (М-РБК, М-РЛМ) с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы

3.3 Разработка методики выбора параметров декаметрового канала связи с

цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы для обеспечения требуемой надежности связи на основе результатов оценки уровня диффузности ионосферы

Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ НАДЕЖНОСТИ ДЕКАМЕТРОВОГО КАНАЛА СВЯЗИ

4.1 Разработка практических рекомендаций по обеспечению требуемой надежности ДКМ канала связи с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы

4.2 Разработка технических решений, позволяющих обеспечить требуемую

надежность ДКМ канала связи в условиях диффузности ионосферы

Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Программа для получения данных о состоянии ионосферы с помощью реферативной модели ГИ-2016

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Программа для оценки среднего значения отношения сигнал/шум в точке приема

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Копии актов реализации результатов диссертационного исследования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параметрический синтез декаметрового канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Обеспечение радиосвязи на расстояния более тысячи километров с помощью организации декаметрового (ДКМ) канала связи на сегодняшний день не утратила своей актуальности. ДКМ радиоканал обеспечивает обмен информацией для дальней морской связи, связи между государственными учреждениями и объектами силовых структур, в коммерческом секторе между удаленными объектами предприятий. Отдельное внимание стоит уделить актуальности применения ДКМ радиосвязи в условиях Арктической зоны Российской Федерации [10, 20].

Одним из главных преимуществ ДКМ диапазона является практически неограниченная дальность связи при невысокой мощности передатчика и высокая экономическая эффективности применения ДКМ систем радиосвязи.

Однако из-за наличия ряда негативных явлений, сопровождающих процесс распространения радиоволн в этом диапазоне, качество ДКМ радиосвязи (в первую очередь ее помехоустойчивость и надежность) оказывается весьма невысоким.

Анализ современных и перспективных ДКМ систем связи показывает, что они создаются на базе последовательных высокоскоростных модемов, которые функционируют на базе протоколов и стандартов MIL-STD-188-110C/D, STANAG 4539, ALE (Automatic Link Establishment), которые в свою очередь используют для передачи информации многократные цифровые виды модуляции сигналов (фазовая модуляция - PSK с кратностью модуляции M=4, 8, 16, квадратурная амплитудная модуляция - QAM с кратностью модуляции M=16, 32, 64) [146, 147, 155, 159]. Скорость передачи информации в таких модемах доходит до 240 Кбит в секунду. К наиболее известным промышленно выпускаемым модемам относятся модемы фирмы HARRIS, а также комплексы

средств связи, выпускаемые отечественным научно-производственным предприятием «Прима».

Основными требованиями, предъявляемым к рассматриваемым системам с учетом области их применения, является их способность обеспечивать требуемое качество канала связи: помехоустойчивость и надежность связи.

Известно, что надежность ДКМ связи описывается как вероятность того, что помехоустойчивость (или вероятность ошибки Рош) приема сигналов будет не хуже допустимого значения (^ оп). В настоящее время требуемое значение надежности связи для ДКМ радиосвязи связи составляет Освтр = 0,8 [75, 127] при традиционной для ДКМ радиосвязи допустимой вероятности ошибки Рош.доп= 3 • 10"3 [18]. Однако анализ современных тенденций развития ДКМ радиосвязи показал, что требования к надежности ДКМ канала связи выросли до значений Освтр = 0,85 [21, 138], а также увеличилось требование к значению

допустимой вероятности ошибки Рошдоп = 10~5 [10, 26].

Однако анализ перспектив развития ДКМ радиосвязи показал, что современные методики оценки и повышения помехоустойчивости, а также надежности связи не в полной мере учитывают влияния диффузности ионосферы и возросших требований к помехоустойчивости при передаче цифровых сигналов с многократной модуляцией.

В связи с недостаточностью проработок этого вопроса, объектом исследования является однолучевой ДКМ канал связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы.

Известно, что воздействие ионосферных возмущений является одним из самых значимых факторов, снижающих помехоустойчивость ДКМ связи. Особенностью ДКМ канала связи является наличие общих и частотно-селективных замираний (ЧСЗ) вызванных последствиями многолучевого распространения радиоволн. Причиной многолучевости являются области ионосферы с неоднородным распределением электронной концентрации (ЭК).

Размер этих неоднородных областей составляет порядка сотен километров. Возмущения ионосферы также являются причиной появления межсимвольной интерференции (МСИ). МСИ - одна из основных проблем в цифровых системах передачи данных, которую приходится учитывать и компенсировать при проектировании алгоритмов модуляции, фильтрации и обработки сигнала.

Анализ влияния мелкомасштабных возмущений ионосферы на надежность ДКМ канала связи при передаче цифровых сигналов с многократной модуляцией показал, что предъявляемые требования к надежности (Освтр = 0,85) и помехоустойчивости (Рошлоп = 10"5) связи не всегда

можно обеспечить традиционными путями (за счет увеличения мощности излучения передатчика и применения узконаправленных антенн).

Данные обстоятельства свидетельствуют о наличии актуальной практической проблемы (противоречия в практике), которое состоит в том, что в условиях диффузности ионосферы обеспечить перспективные требования к надежности связи О = 0,85 при современных требованиях к

допустимой вероятности ошибки Рошдоп = 10"5 при реализуемом отношении

С/Ш на входе приемника к2 < 40 дБ в ДКМ канале связи при приеме цифровых

сигналов с эффектами многолучевого распространения радиоволн только за счет повышения мощности передатчика и узконаправленных антенн не представляется возможным.

Цель исследования состоит в обеспечении требуемой надежности ДКМ (Освтр = 0,85 при помехоустойчивости Рошлоп = 10"5) канала связи с цифровыми

сигналами (М-РБК, М^АМ) в условиях диффузности ионосферы.

С использованием методов системного анализа обоснован выбор гипотезы (центральной идеи исследования) по разрешению указанного противоречия в практике: на основе результатов оценки уровня диффузности ионосферы возможно повысить надежность ДКМ канала связи за счет выбора его параметров (отношения рабочей частоты к максимально применимой частоте (МПЧ) - ^, вида модуляции - g, кратности модуляции М,

кратности разноса приемных антенн п, допустимой дистанции разноса приемных антенн Лрадоп).

Результаты проведенного анализа методов оценки надежности и выбора параметров (параметрического синтеза) ДКМ канала связи при возмущениях ионосферы позволили сделать вывод о наличия противоречия в науке, которое состоит в следующем.

Известна методика оценки надежности ДКМ канала связи с замираниями Накагами сигналов с бинарной частотной модуляцией (BFSK). Однако известно, что в ДКМ канале связи чаще наблюдаются замирания Райса, а методика, позволяющая провести оценку надежности ДКМ канала связи с райсовскими замираниями при одиночном приеме сигналов BFSK, в настоящее время отсутствует. Методика оценки надежности ДКМ канала связи с цифровыми видами модуляций сигнала (M-PSK, M-QAM) при пространственно-разнесенном приеме с райсовскими замираниями обусловленных диффузностью ионосферы также отсутствует.

Предметом исследования являются методы оценки надежности и выбора параметров ДКМ канала связи с одиночным и пространственно-разнесенным приемом цифровых сигналов в условиях диффузности ионосферы.

Общая научная задача исследования состоит в разработке методики параметрического синтеза ДКМ канала связи с одиночным и пространственно-разнесенным приемом цифровых сигналов, позволяющей обеспечить требуемую надежность ДКМ канала связи в условиях диффузности ионосферы.

Для решения поставленной общей научной задачи была проведена ее декомпозиция на частные научные задачи разработки:

1) методики оценки надежности ДКМ канала связи при одиночном приеме сигналов BFSK с райсовскими замираниями в зависимости от выбора отношения рабочей частоты к МПЧ при допустимой вероятности ошибки

(^ошдоп = 105) в условиях диффузности ионосферы;

2) методики оценки надежности ДКМ канала связи при разнесенном (n > 1) некоррелированном приеме сигналов с цифровыми видами модуляции (PSK, QAM) с различной кратностью модуляции (M) с райсовскими замираниями в зависимости от выбора отношения рабочей частоты к МПЧ при допустимой вероятности ошибки (^ оп = 10~5) в условиях диффузности ионосферы;

3) методики выбора параметров ДКМ канала связи (отношение рабочей частоты к МПЧ (/0/ /м), вид модуляции (g), кратность модуляции (M), кратность ветвей разнесения приемных антенн ( n ), допустимой дистанции разноса приемных антенн Ар п) для обеспечения требуемой надежности

связи (DCB > D = 0,85 при заданной допустимой вероятности ошибки

Рош < ^шдоп = 10-5) на основе результатов оценки диффузности ионосферы.

Методы исследования. Методы исследования включают применение научно-методического аппарата системного анализа, радиозондирования ионосферы с использованием спутниковых радионавигационных систем GPS/ГЛОНАСС, статистической радиофизики, численные методы, построения многолучевых математических моделей КС, цифровой обработки сигналов, оценки помехоустойчивости одиночного и разнесенного приема сигналов с цифровыми видами модуляций, методы оценки надежности связи.

Значительный вклад в развитие этих методов внесли М.К. Саймон, М-С Алауни, Л.М. Финк, Д.Д. Кловский, В.А. Березовский, И.В. Дулькейт, О.К. Савицкий, М. Вишванатан, Е.А. Хмельницкий, В.Ф. Комарович, В.Г. Романенко, Л.Е. Черенкова, О.В. Чернышев, О.В. Головин, А.И. Калинин, С.П. Простов, М.П. Долуханов.

Научная новизна диссертационного исследования обоснована получением следующих результатов:

1. Применение методов системного анализа проблемы обеспечения требуемой помехоустойчивости и надежности однолучевого ДКМ канала связи в условиях диффузности ионосферы (возрастания ее уровня) позволили

сформулировать противоречие в науке и практике, а так же выполнить постановку общей научной задачи.

2. Разработана методика оценки надежности ДКМ канала связи с сигналами BFSK с райсовскими замираниями в зависимости от выбора отношения рабочей частоты к МПЧ при повышенных требованиях к помехоустойчивости (^шдоп = 10 5) с учетом диффузности ионосферы,

которая, в отличие от известных, позволяет более достоверно оценить надежность связи, так как в однолучевом ДКМ канале преобладают райсовские замирания сигнала.

3. Разработана методика оценки надежности ДКМ канала связи при разнесенном приеме сигналов с цифровыми видами модуляции (M-PSK, М^АМ) с различной кратностью модуляции с райсовскими замираниями в зависимости от выбора отношения рабочей частоты к МПЧ при допустимой вероятности ошибки (^шдоп = 10 5) с учетом диффузности ионосферы,

которая, в отличие от известных, позволяет учесть влияние диффузности ионосферы при оценке надежности ДКМ канала связи с многократными цифровыми сигналами.

4. Разработана методика выбора параметров ДКМ канала связи для обеспечения требуемой надежности связи, которая, в отличие от известных, позволяет осуществить многопараметрическую адаптацию ДКМ КС за счет выбора отношения рабочей частоты к МПЧ, вида и кратности модуляции, характеристик разнесения приемных антенн (количества и дистанции допустимого разноса приемных антенн).

5. За счет решения общей научной задачи достигнута цель диссертационного исследования по обеспечению требуемой надежности связи в однолучевом ДКМ канале (О = 0,85 при Рошдоп = 10"5) с многократными

цифровыми сигналами (М-РЗК, М^АМ) в условиях диффузности ионосферы. Результаты зондирования уровня диффузности ионосферы и применения разработанной методики выбора параметров ДКМ канала связи

позволяют в условиях сильной диффузности ионосферы обеспечить повышение надежности ДКМ канала связи с многократными цифровыми сигналами на 55...64% за счет разнесенного приема на п=2-4 антенны и на 11.. .16 % за счет выбора кратности (М) и вида модуляции.

Теоретическая значимость Теоретическая значимость результатов работы заключается в разработке новых и развитии существующих методик оценки надежности и помехоустойчивости ДКМ канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования с использованием двухчастотного приемника спутниковых радионавигационных систем GPS/ГЛОНАСС.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования заключается в том, что разработанные методики позволяют выработать практические рекомендации по выбору параметров ДКМ канала связи с цифровыми сигналами (/0//м, g, М, п, Лрадоп) для обеспечения

требуемой надежности связи в условиях диффузности ионосферы.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования подтверждается применением апробированного научно-методического аппарата при решении поставленных научных задач, апробацией полученных результатов и их практической реализацией, корректностью принятых допущений и ограничений.

Авторский вклад. Все изложенные в диссертационной работе результаты получены при непосредственном участии автора. Из результатов работ, выполненных коллективно, в диссертацию включены только полученные непосредственно автором. Автором рассмотрены ДКМ каналы связи с бинарной частотной, многократной фазовой и квадротурно-амплитудной модуляцией сигналов. Проанализировано виляние диффузности ионосферы на помехоустойчивость приема сигналов с бинарной частотной многократной фазовой и квадротурно-амплитудной модуляцией. Автором самостоятельно проведен углубленный анализ отечественной и зарубежной научной литературы, определена цель и задачи исследования. Все основные

этапы выполнены лично автором. Автором разработаны методики оценки ДКМ каналов связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы и на их основе выработаны практические рекомендации для обеспечения требуемой надежности и помехоустойчивости ДКМ каналов связи.

Соответствие паспорту научной специальности. Результаты исследования соответствует паспорту научной специальности 2.3.1 Системный анализ, управление и обработка информации, статистика по следующим пунктам:

2 - «Формализация и постановка задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений, обработки информации и искусственного интеллекта»;

7 - «Методы и алгоритмы структурно-параметрического синтеза и идентификации сложных систем»;

11 - «Методы и алгоритмы прогнозирования и оценки эффективности, качества и надежности сложных систем».

Реализация результатов исследования. Согласно актам о реализации, основные результаты диссертационного исследования были реализованы в ФГКВОУ ВО «Военная академия связи имени» (г. Санкт-Петербург) в ходе выполнения научно-исследовательской работы «Опорник-ВНС-ВАС», в АО «НПО «Рязаньприбор» при выполнении инициативной работы «Разработка аппаратуры передачи специальных данных ПД-442», в АО «РАДИЙ-ТН» (г. Москва) в ходе выполнения опытно-конструкторской работы «Лир» и в учебном процессе кафедры радиосвязи ФГКВОУ ВО «Военная академия связи» (г. Санкт-Петербург).

Апробация результатов диссертации осуществлялась в ходе докладов ее материалов на следующих научно-технических конференциях, среди которых «XL Всероссийская научно-техническая конференция проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем, филиал ВА РВСН» (г. Серпухов), 2021,

«Всероссийская конференция (с международным участием) «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий» РНТОРЭС им. А.С. Попова (г. Москва), 2023-2024, «XXXI Международная научно-техническая конференция // Радиолокация, навигация, связь» (г. Воронеж), 2025, «Новые информационные технологии в системах связи и управления» Труды XXIII Российской межведомственной научно-технической конференции (г. Калуга), 2024.

Результаты диссертации опубликованы в 20 научных трудах из них 7 статей опубликованы в журналах из перечня ВАК (Системы управления, связи и безопасности, 2022, № 1, 2023, №2 , 2025, № 1; Двойные технологии, 2023, № 4; «Известия института инженерной физики», 2024, № 1, 2025, №1, №2) и 2 статьи - в журналах, индексируемых в базе Я8С1 (Известия вузов России. Радиоэлектроника, 2022, № 6; Журнал радиоэлектроники, 2024, №. 12); 7 докладов в сборниках научно-технических конференций; получены 2 свидетельства о регистрации программ на ЭВМ, 1 патент Российской федерации на изобретение, 1 патент Российской федерации на полезную модель.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1) методика оценки надежности декаметрового канала связи при одиночном приеме сигналов BFSK с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы;

2) методика оценки надежности декаметрового канала связи при разнесенном приеме цифровых сигналов (M-PSK, M-QAM) с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы;

3) методика выбора параметров декаметрового канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы для обеспечения требуемой надежности связи на основе результатов оценки уровня диффузности ионосферы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка литературы и 3 приложений. Работа содержит

47 рисунков и 8 таблиц. Список использованных источников литературы насчитывает 161 наименований. Диссертация изложена на 189 страницах машинописного текста.

В первой главе посвящена системному анализу проблемы обеспечения требуемой надежности ДКМ каналов связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы. Проведен анализ ДКМ канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы. Выявлено противоречие в практике, которое заключается в том, что что в условиях диффузности ионосферы обеспечить перспективные требования к надежности связи О = 0,85 при современных требованиях к допустимой вероятности

ошибки Рошдоп = 10"5 и реализуемом отношении С/Ш на входе приемника

к2 < 40 дБ в ДКМ канале связи при приеме цифровых сигналов только за счет повышения мощности передатчика и узконаправленных антенн не представляется возможным. Проведен анализ методов повышения надежности ДКМ связи, в ходе которого было выявлено противоречие в науке, которое заключается в том, что методика, позволяющая провести оценку надежности ДКМ канала связи с райсовскими замираниями при одиночном приеме сигналов БББК, обусловленных диффузностью ионосферы, в настоящее время отсутствует, как и методика оценки надежности ДКМ канала связи с цифровыми видами модуляций сигнала (М-РБК, М^АМ) при пространственно-разнесенном приеме с райсовскими замираниями, обусловленных диффузностью ионосферы. Выполнена постановка общей научной задачи и проведена ее декомпозиция на три частных научных задачи, представленных посредством методов системного анализа в виде дерева целей.

Во второй главе разработана методика оценки допустимого отношения сигнал/шум при одиночном приеме сигналов BFSK с замираниями Райса в декаметровом канале связи в условиях диффузности ионосферы. Выполнен сравнительный анализ приближенного аналитического выражения оценки

допустимого отношения сигнал/шум в ДКМ канале с замираниями Райса и численного метода оценки допустимого отношения сигнал/шум в ДКМ канале с замираниями Райса. Разработана методика оценки надежности ДКМ канала связи при одиночном приеме сигналов BFSK с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы. Также приведен сравнительный анализ оценки надежности ДКМ канала связи, полученного с помощью приближенного аналитического выражения оценки допустимого отношения сигнал/шум в ДКМ канале с замираниями Райса и численного метода оценки допустимого отношения сигнал/шум в ДКМ канале с замираниями Райса.

Показано, что приближенное аналитическое выражение для оценки допустимого отношения сигнал/шум в ДКМ канале с замираниями Райса полностью совпадает с численным методом в условиях сильной диффузности ионосферы.

В третьей главе разработана методика оценки допустимого отношения сигнал/шум декаметрового канала связи при разнесенном приеме цифровых сигналов (M-PSK, M-QAM) с замираниями Райса в зависимости от выбора отношения рабочей частоты к МПЧ и уровня диффузности ионосферы графическим методом. Графики получены с помощью численных методов на основе функции моментов. Разработана методика оценки надежности ДКМ канала связи при разнесенном приеме цифровых сигналов (M-PSK, M-QAM) с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы. За основу взята методика, разработанная во второй главе. Разработана методика выбора параметров ДКМ канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы для обеспечения требуемой надежности связи на основе результатов оценки уровня диффузности ионосферы. Представлена блок-схема алгоритма выбора параметров ДКМ канала связи в условиях диффузности ионосферы для обеспечения требуемой надежности связи на основе результатов оценки уровня диффузности ионосферы.

В четвертой главе посвящена разработке практических рекомендаций и технических решений по обеспечению требуемой надежности ДКМ канала

связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы. В качестве примера использования разработанного в третьей главе алгоритма оценки надежности ДКМ канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы приведены графики зависимости надежности ДКМ канала связи с цифровыми сигналами при разнесенном приеме от отношения рабочей частоты к МПЧ в условиях сильной диффузности. На основе разработанной в третьей главе методики выбора параметров ДКМ канала связи с цифровыми сигналами в условиях диффузности ионосферы для обеспечения требуемой надежности связи на основе результатов оценки уровня диффузности ионосферы выработаны практические рекомендации по обеспечению требуемой надежности связи. Представлена структурная схема комплекса обеспечения требуемой надежности ДКМ канала связи при разнесенном приеме многократных цифровых сигналов с замираниями Райса в условиях диффузности ионосферы.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационного исследования.

ГЛАВА 1. НАДЕЖНОСТЬ ДЕКАМЕТРОВОГО КАНАЛА СВЯЗИ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ИОНОСФЕРЫ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ЕЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1.1 Состояние, тенденции развития декаметровой радиосвязи и обоснование объекта исследований

В современных условиях ДКМ радиосвязь сохраняет высокую значимость для телекоммуникационных систем, особенно для обеспечения дальнемагистральных, мобильных и резервных каналов передачи информации. Она востребована при организации связи с удалёнными, труднодоступными или подвижными объектами, а также для оперативной коммуникации в чрезвычайных ситуациях и при сбоях традиционных инфраструктур. Исследования в области повышения помехоустойчивости и передачи данных по ДКМ-каналам актуальны из-за необходимости надёжного взаимодействия между территориально распределёнными пользователями в условиях переменчивой ионосферной среды и наличия различных видов замираний сигнала [11, 13, 17, 18, 20, 34, 35, 39, 53, 55, 103, 120].

Преимущества ДКМ радиосвязи [20, 53]:

1). Большая дальность распространения: возможность установления устойчивых связей на тысячи километров за счёт ионосферных отражений.

2). Мобильность и автономность: не требуется развитая наземная инфраструктура, что важно для военных, экспедиционных и аварийных задач.

3). Устойчивость к сбоям: станции способны поддерживать связь даже при повреждении магистральных сетей или отсутствии других каналов.

4). Относительная простота организации: развёртывание доступно в короткие сроки при минимуме оборудования.

5). Низкие эксплуатационные расходы: нет необходимости в дорогостоящей поддержке кабельных линий или спутниковой инфраструктуры.

6). Гибкая масштабируемость: сеть легко расширяется по мере необходимости.

7). Возможность скрытой и защищённой передачи данных: современные методы кодирования и шифрования повышают помехоустойчивость и обеспечивает нужный уровень безопасности в военных и гражданских системах.

Анализ современных и перспективных декаметровых систем связи (СС), используемых для обеспечения дальней связи с подвижными и стационарными объектами показывает, что наиболее широкое применение получили модемы, построенные по стандартам MIL-STD-188-110C/D, STANAG 4285 и STANAG 4539 [146, 147, 155, 159], которые в свою очередь имеют следующие особенности:

1) мощность передатчика р = 100...1000 Вт;

2) рабочий диапазон частот f = 1,5...30 МГц;

3) цифровые сигналы фазовой модуляции (PSK) с кратностью модуляции M=4, 8, 16, цифровые сигналы квадратурной амплитудной модуляции (QAM) с кратностью модуляции M=16, 32, 64;

4) скорость передачи данных от 75 бит/с до 240 Кбит/с.

ДКМ радиосвязь остается одним из наиболее важных и надежных средств обеспечения связи в условиях Крайнего Севера и Арктической зоны Российской Федерации. В регионах с экстремальными климатическими условиями, отсутствием развитой телекоммуникационной инфраструктуры и географической удаленностью ДКМ радиосвязь зачастую является единственным доступным способом коммуникации.

ДКМ радиосвязь основана на распространении радиоволн путем отражения их от слоев ионосферы. Ионосфера - ионизированная часть верхних слоев атмосферы Земли, расположенная на высотах примерно от 60 до 1200

км [10, 121]. Характеризуется значительным содержанием свободных электронов и ионов.

Факторы, наиболее влияющие на процессы в ионосфере:

1) ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца;

2) космические лучи, проходящие сквозь атмосферу Земли;

3) геомагнитное поле Земли.

Ионизация происходит главным образом из-за активности солнца, поэтому существует сильная зависимость свойств ионосферы от положения и времени:

1) в зависимости от долготы, широты и высоты над поверхностью Земли;

2) в течение суток;

3) в зависимости от времени года;

4) в зависимости от фазы цикла солнечной активности.

Состояние ионосферы описывается несколькими параметрами: электронным содержанием в ионосфере, ионным составом, ионной и электронной температурами, скоростью движения частиц и др.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Белоконь Дмитрий Александрович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ааронс, Дж. Глобальная морфология ионосферных мерцаний / Дж. Ааронс. - Текст : непосредственный // ТИИЭР. - 1982. - Т. 70, № 4. - С. 4566.

2. Альперт, Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера / Я. Л. Альперт. - Москва : Наука, 1972. - 563 с. - Текст : непосредственный.

3. Андронов, И. С. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам / И. С. Андронов, Л. М. Финк. - Москва : Советское радио, 1971. - 408 с. - Текст : непосредственный.

4. Антонов, В. В. Системный анализ / В. В. Антонов. - Москва : Высшая школа, 2004. - 454 с. - Текст : непосредственный.

5. Асланов, М. А. Системный анализ и принятие решений в деятельности учреждений реального сектора экономики, связи и транспорта / М. А. Асланов ; под редакцией В. В. Кузнецова. - Москва : Экономика, 2010. - 406 с. - Текст : непосредственный.

6. Барабашов, Б. Г. Программный комплекс прогнозирования траекторных и энергетических характеристик радиоканалов диапазона 2-30 МГц «Трасса» / Б. Г. Барабашов, М. М. Анишин. - Текст : непосредственный // Техника радиосвязи. - 2013. - Вып. 1 (19). - С. 25-34.

7. Барскова, А. С. Исследование адаптивных фильтров компенсации межсимвольных искажений радиосигналов / А. С. Барскова. - Текст : непосредственный // БелГУ. - 2017. - 73 с.

8. Белоконь, Д. А. Анализ зависимости помехоустойчивости цифровых видов модуляции от степени диффузности ионосферы / Д. А. Белоконь, Н. В. Карпенко. - Текст : непосредственный // Новые информационные технологии в системах связи и управления : труды XXIII

Российской межведомственной научно-технической конференции. - Калуга, 2024. - С. 158-164.

9. Белоконь, Д. А. Оценка помехоустойчивости в коротковолновой радиолинии с фазовой и квадратурно-амплитудной модуляцией в зависимости от уровня диффузности ионосферы и выбора рабочей частоты / Д. А. Белоконь, В. П. Пашинцев, Н. В. Киселев. - Текст : непосредственный // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - REDS-2024 : доклады 79-й Международной конференции. -Москва : РНТОРЭС им. А. С. Попова, 2024. - С. 218-223.

10. Березовский, В. А. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / В. А. Березовский, И. В. Дулькейт, О. К. Савицкий. - Москва : Радиотехника, 2011. - 444 с. - Текст : непосредственный.

11. Бобков, Б. Ю. Основы синтеза комплексов радиосвязи / Б. Ю. Бобков ; под редакцией В. В. Игнатова. - Санкт-Петербург : ВАС, 1993. - 274 с. - Текст : непосредственный.

12. Буга, Н. Н. Основы теории связи и передачи данных. Часть 2 / Н. Н. Буга. - Ленинград : ЛВИКА, 1970. - 707 с. - Текст : непосредственный.

13. Бухвинер, В. Е. Оценка качества радиосвязи / В. Е. Бухвинер. -Москва : Связь, 1974. - 224 с. - Текст : непосредственный.

14. Быховский, М. А. Метод определения параметров многолучевого канала связи / М. А. Быховский. - Текст : непосредственный // Электросвязь. - 2010. - № 3. - С. 46-49.

15. Варгаузин, В. А. Методы повышения энергетической и спектральной эффективности цифровой радиосвязи / В. А. Варгаузин, И. А. Цикин. - Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2013. - 352 с. - Текст : непосредственный.

16. Вертроградов, Г. Г. Комплексные исследования ионосферного распространения декаметровых радиоволн на трассах разной протяженности : специальность 01.04.03 «Радиофизика» : диссертация на соискание ученой

степени доктора физико-математических наук / Вертоградов Геннадий Георгиевич. - Ростов-на-Дону, 2007. - 432 с. - Текст : непосредственный.

17. Виноградов, Б. А. Радиочастотная служба и антенны военных радиостанций / Б. А. Виноградов, П. Ф. Левчук. - Ленинград : ВАС, 1977. -306 с. - Текст : непосредственный.

18. Военные системы радиосвязи. Часть 1 / В. В. Игнатов, Ю. П. Килимник, И. Н. Никольский и др. ; под редакцией В. В. Игнатова. -Ленинград : ВАС, 1989. - 386 с. - Текст : непосредственный.

19. Волков, Л. Н. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики / Л. Н. Волков, М. С. Немировский, Ю. С. Шинаков. - Москва : Эко-Трендз, 2005. - 392 с. - Текст : непосредственный.

20. Головин, О. В. Системы и устройства коротковолновой связи / О.

B. Головин, С. П. Простов. - Москва : Горячая линия-Телеком, 2006. - 598 с. -Текст : непосредственный.

21. Методика оценки эффективности функционирования системы (сети) связи специального назначения по показателю устойчивости / С. Г. Голубцов, А. В. Аскерко, А. В. Милашевский, А. С. Легкий. - Текст : непосредственный // Известия ТулГУ. Технические науки. - 2021. - Вып. 9. -

C. 221-227.

22. Габриэльян, Д. Д. Математическая модель излучающего раскрыва фазированной антенной решетки при наличии погрешностей установки антенных элементов / Д.Д. Габриэльян, К.М. Занин, Д.С. Федоров - Текст : непосредственный // Антенны. 2023. № 2. - С. 52-58.

23. Горячкин, О. В. Методы слепой обработки сигналов и их применения в системах радиотехники и связи / О. В. Горячкин. - Москва : Радио и связь, 2003. - 230 с. - Текст : непосредственный.

24. Грудинская, Г. П. Распространение радиоволн / Г. П. Грудинская. - Москва : Высшая школа, 1975. - 280 с. - Текст : непосредственный.

25. Гудмен, Дж. М. Влияние ионосферных эффектов на современные электронные системы / Дж. М. Гудмен, Ж. Аароне. - Текст : непосредственный // ТИИЭР. - 1990. - Т. 78, № 3. - С. 59-76.

26. Давыдов, А. Е. Повышение скорости и достоверности передачи информации в распределённых автоматизированных системах, использующих каналы пониженного качества / А. Е. Давыдов, Б. М. Давыдов, В. М. Виноградов. - Текст : непосредственный // Вопросы радиоэлектроники. -2012. - Т. 3, № 3. - С. 69-84.

27. Дэвис, К. Радиоволны в ионосфере / К. Дэвис. - Москва : Мир, 1973. - 502 с. - Текст : непосредственный.

28. Денисенко, П. Ф. Особенности обратных задач вертикального радиозондирования ионосферы (обзор) / П. Ф. Денисенко, В. В. Соцкий. -Текст : непосредственный // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Естеств. науки. - 1987. - № 2. - С. 59-70.

29. Долуханов, М. П. Распространение радиоволн / М. П. Долуханов.

- Москва : Связьиздат, 1972. - 336 с. - Текст : непосредственный.

30. Долуханов, М. П. Флуктуационные процессы при распространении радиоволн / М. П. Долуханов. - Москва : Связь, 1971. - 183 с. - Текст : непосредственный.

31. Егоров, В. В. Адаптивное управление параметрами коротковолновых систем передачи данных / В. В. Егоров. - Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2017. - № 2. - С. 47-52.

32. Егоров, В. В. Установление частотно-временной синхронизации в многочастотных КВ-системах передачи данных / В. В. Егоров, А. Е. Тимофеев.

- Текст : непосредственный // Электросвязь. - 2013. - № 7. - С. 41-44.

33. Елисеев, Н. К. Сравнительный анализ моделей канала связи с замираниями / Н. К. Елисеев. - Текст : непосредственный // Новые технологии в науке и образовании : сборник трудов XXVII Международной научно -

технической конференции (Санкт-Петербург, 2024). - Санкт-Петербург : СПбГУТ, 2024. - С. 82-85.

34. Жданов, Б. Б. Ионосферно-волновая служба связи / Б. Б. Жданов ; под редакцией М. М. Крылова. - Москва : Военное издательство, 1989. - 147 с. - Текст : непосредственный.

35. Жуков, В. А. Радиочастотная служба и антенные устройства / В. А. Жуков ; под редакцией В. П. Серкова. - Ленинград : ВАС, 1989. - 264 с. - Текст : непосредственный.

36. Жуков, Г. А. Повышение скорости обмена данными в направлениях «берег-море-берег» по радиотрактам декаметрового диапазона волн / Г. А. Жуков, П. А. Будко, А. Н. Дяченко. - Текст : непосредственный // Системы управления, связи и безопасности. - 2023. - № 2. - С. 147-174.

37. Теория передачи сигналов / А. Г. Зюко, Д. Д. Кловский, М. В. Назаров, Л. М. Финк. - Москва : Радио и связь, 1986. - 304 с. - Текст : непосредственный.

38. Теория электрической связи / А. Г Зюко, Д. Д. Кловский, В. И. Коржик, М. В. Назаров. - Москва : Радио и связь, 1998. - 432 с. - Текст : непосредственный.

39. Использование радиоспектра / перевод с английского под редакцией М. С. Гуревича. - Москва : Связь, 1969. - 272 с. - Текст : непосредственный.

40. Калинин, А. И. Распространение радиоволн и работа радиолиний / А. И. Калинин, Л. Е. Черенкова. - Москва : Связь, 1971. - 439 с. - Текст : непосредственный.

41. Каменев, В. В. Антенны и распространение радиоволн / В. В. Каменев, Б. А. Виноградов, П. Ф. Левчук. - Новочеркасск : НВВКУС, 1977. -320 с. - Текст : непосредственный.

42. Камнев, Е. Ф. Методы обработки сигналов при наличии помех в линиях связи / Е. Ф. Камнев, Н. Е. Кириллов, Н. И. Кобин ; под редакцией Е.

Ф. Камнева. - Москва : Радио и связь, 1985. - 224 с. - Текст : непосредственный.

43. Качала, В. В. Основы теории систем и системного анализа / В. В. Качала. - Москва : Горячая линия-Телеком, 2007. - 216 с. - Текст : непосредственный.

44. Кириллов, Н. Е. Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно изменяющимися параметрами / Н. Е. Кириллов. - Москва : Советское радио, 1971. - 256 с. - Текст : непосредственный.

45. Кловский, Д. Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам / Д. Д. Кловский. - Москва : Связь, 1969. - 375 с. - Текст : непосредственный.

46. Кловский, Д. Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам / Д. Д. Кловский. - Москва : Радио и связь, 1982. - 304 с. - Текст : непосредственный.

47. Кловский, Д. Д. Теория передачи сигналов / Д. Д. Кловский. -Москва : Связь, 1973. - 376 с. - Текст : непосредственный.

48. Кловский, Д. Д. Модель непрерывных каналов связи на основе стохастических дифференциальных уравнений / Д. Д. Кловский, В. Я. Конторович, С. М. Широков. - Москва : Радио и связь, 1984. - 248 с. - Текст : непосредственный.

49. Кловский, Д. Д. Обработка пространственно-временных сигналов / Д. Д. Кловский, В. А. Сойфер. - Москва : Связь, 1976. - 208 с. - Текст : непосредственный.

50. Коваль, С. А. Метод определения интервала частотной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии / С. А. Коваль, В. П. Пашинцев, В. В. Копытов, С. С. Манаенко, Д. А. Белоконь // Системы управления, связи и безопасности. - 2022. - № 1. - С. 67-103.

51. Козлов, С. В. Влияние корреляции замираний на эффективность разнесенного приема в системах КВ радиосвязи / С. В. Козлов. - Текст :

электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2022. - № 6. - С. 1-11. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun22/3/text.pdf (дата обращения: 06.05.2025).

52. Комарович, В. Ф. Случайные помехи и надежность КВ связи / В. Ф. Комарович, В. Н. Сосунов. - Москва : Связь, 1977. - 136 с. - Текст : непосредственный.

53. Комарович, В. Ф. Военная КВ связь: достижения, направления совершенствования / В. Ф. Комарович, В. Г. Романенко. - Ленинград : ВАС, 1989. - 34 с. - Текст : непосредственный.

54. Коржик, В. И. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений / В. И. Коржик, Л. М. Финк, К. Н. Щелкунов. - Москва : Радио и связь, 1981. - 232 с. - Текст : непосредственный.

55. Электромагнитная доступность радиоизлучений и антенные устройства / В. Н. Красовский, Ю. И. Первышин, П. В. Слюсарев и др. -Ленинград : ВАС, 1984. - 204 с. - Текст : непосредственный.

56. Луферчик, П. В. Разработка и исследование алгоритмов обработки сигналов в OFDM-модемах тропосферно-радиорелейных станций связи / П. В. Луферчик. - Красноярск : СФУ, 2022. - 197 с. - Текст : непосредственный.

57. Маслаков, М. Л. Новые методы адаптивной коррекции сигналов в авиационном модеме передачи данных коротковолнового диапазона / М. Л. Маслаков. - Текст : непосредственный // Труды МАИ. - 2018. - № 98. - С. 26.

58. Маслаков, М. Л. Адаптивная коррекция сигналов для коротковолновых радиолиний последовательной передачи данных : специальность 05.12.13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Маслаков Михаил Леонидович ; Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. - Санкт-Петербург, 2020. -149 с. - Текст : непосредственный.

59. Маслов, О. Н. Модели трансионосферных радиоканалов и помехоустойчивость систем космической связи / О. Н. Маслов, В. П. Пашинцев. - Самара : Поволжская государственная академия

телекоммуникаций и информатики, 2006. - 357 с. - (Приложение к журналу «Инфокоммуникационные технологии». Выпуск 4). - Текст : непосредственный.

60. Патент RU2142200C1 Российская Федерация, МПК Н04 В7 /005 Частотно-адаптивная радиолиния для передачи среднескоростных потоков дискретной информации : № 98110157/09 : заявл. 26.05.1998 : опубл. 27.11.1999 / А. А. Мельников, В. Н. Никитин, А. О. Фокин ; заявитель и патентообладатель Военная академия связи. - 1998. - 30 с. - Текст : непосредственный.

61. Мешалкин, В. А. Поля и волны в задачах разведзащищенности и радиоэлектронной защиты систем связи / В. А. Мешалкин, Б. В. Сосунов, В. В. Филиппов. - Санкт-Петербург : ВАС, 1993. - 332 с. - Текст : непосредственный.

62. Михалев, О. А. Особенности построения частотно-адаптивных радиолиний / О. А. Михалев. - Текст : непосредственный // Техника радиосвязи. - 2009. - Вып. 14. - С. 36-46.

63. Нарышкин, Е. М. Волновая служба и антенные устройства. Часть 1. Теория электромагнитного поля и РРВ / Е. М. Нарышкин, В. П. Серков. -Москва : Военное издательство МО СССР, 1982. - 288 с. - Текст : непосредственный.

64. Прима : научно-производственное предприятие : сайт предприятия. - URL: https://prima-systems.ru/ (дата обращения: 28.04.2025). -Текст : электронный.

65. Немировский, А. С. Борьба с замираниями при передаче аналоговых сигналов / А. С. Немировский. - Москва : Радио и связь, 1984. -208 с. - Текст : непосредственный.

непосредственный // Морские интеллектуальные технологии. - 2020. - Т. 2, №2 1. - С. 145-150.

67. Орощук, И. М. Формирование однолучевых декаметровых каналов связи с помощью цифровых антенных решеток, размещенных на естественных склонах / И. М. Орощук, А. Н. Сучков, М. М. Кадочников. -Текст : электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2023. - № 9. - URL: http : //i re.cplire.ru/i re/sep23/12/text.pdf (дата обращения: 28.04.2025).

68. Памятка для дежурной смены связи по организации и восстановлению радиосвязи в случаях нарушения нормального состояния ионосферы. - Москва : Военное издательство, 1985. - 26 с. - Текст : непосредственный.

69. Зависимость вероятности связи в декаметровой радиолинии с диффузной многолучевостью от выбора рабочей частоты / В. П. Пашинцев, Д. П. Киселев, А. Д. Скорик, М. А. Сенокосов. - Текст : непосредственный // Радиолокация, навигация, связь : сборник трудов XXV Международной научно-технической конференции. - Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2019. - Т. 2. - С. 227-238.

70. Метод определения величины интенсивности неоднородностей по данным ионосферного зондирования / В. П. Пашинцев А. В. Омельчук, С. А. Коваль, Ю. И. Галушко. - Текст : непосредственный // Двойные технологии. -2009. - № 1 (46). - С. 38-41.

71. Пашинцев, В. П. Зависимость надежности связи в декаметровой радиолинии от выбора рабочей частоты с учетом сигнально-помеховой обстановки и диффузности ионосферы / В. П. Пашинцев, А. Д. Скорик, С. А.Коваль, Д. П. Киселев. - Текст : непосредственный // Системы управления, связи и безопасности. - 2019. - № 4. - С. 300-322.

72. Определение оптимальной рабочей и наименьшей применимой частоты декаметровой радиолинии с учетом глубины быстрых замираний / В. П. Пашинцев, С. А. Тишкин, А. И Иванников, М. Э. Солчатов. - Текст : непосредственный // Электросвязь. - 2001. - № 12. - С. 16-19.

73. Расчет параметра глубины замираний в однолучевой декаметровой радиолинии / В. П. Пашинцев, С. А. Тишкин, А. И. Иванников, И. И. Боровлев. - Текст : непосредственный // Известия вузов России. Радиоэлектроника. - 2001. - Т. 44, № 12. - С. 57-65.

74. Эквивалентный путь распространения декаметровой волны в сферически слоистой ионосфере / В. П. Пашинцев, С. А. Тишкин, А. А. Смирнов, И. И. Боровлев. - Текст : электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2001. - № 8. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/aug01/l/text.html (дата обращения: 28.04.2025).

75. Пашинцев, В. П. Влияние требований к достоверности на надежность связи в коротковолновой радиолинии с райсовскими замираниями с учетом диффузности ионосферы / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь. - Текст : непосредственный // Двойные технологии. - 2023. - № 4. - С. 59-64.

76. Пашинцев, В. П. Пропускная способность коротковолнового канала связи с райсовскими замираниями при передаче сигналов с цифровыми видами модуляции / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь. - Текст : непосредственный // Известия института инженерной физики. - 2025. - № 1. -С. 23-29.

77. Область применимости приближенной формулы для допустимого отношения сигнал/помеха при расчете надежности коротковолновой связи с райсовскими замираниями / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь, И. А. Бойченко, Е. М. Гринев. - Текст : непосредственный // Известия института инженерной физики. - 2024. - № 1 (71). - С. 25-30.

78. Пашинцев, В. П. Зависимость пропускной способности однолучевого коротковолнового канала связи от степени диффузности ионосферы и выбора рабочей частоты / В.П. Пашинцев, Д. А. Белоконь, П. А. Диптан. - Текст : непосредственный // Известия института инженерной физики. - 2025. - № 2 (76). - С. 25-31.

79. Пашинцев, В. П. Методика оценки надежности связи в коротковолновой радиолинии с райсовскими замираниями с учетом

диффузности ионосферы / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь, С. А. Коваль, А. Д. Скорик. - Текст : непосредственный // Известия вузов России. Радиоэлектроника. - 2022. - Т. 25, № 6. - С. 22-39.

80. Пашинцев, В. П. Методика выделения мелкомасштабных вариаций полного электронного содержания ионосферы по данным трансионосферного зондирования / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, В.М. Смирнов, Н. В. Смирнов, С. И. Тынянкин. - Текст : непосредственный // Радиотехника и электроника. - 2017. - Т. 62, № 12. - С. 1182-1189.

81. Методика оценки влияния диффузности ионосферы и выбора рабочей частоты на помехоустойчивость коротковолновой связи / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь, В. А. Цимбал и др. - Текст : электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2024 - № 12. - URL: http : //i re.cplire.ru/i re/dec24/2/text.pdf. (дата обращения: 28.04.2025).

82. Методика определения зависимости среднеквадратического отклонения отношения сигнал-помеха в декаметровой радиолинии от выбора частоты / В. П. Пашинцев, Е. М. Гринев, А. Д. Скорик, Д. А. Белоконь. - Текст : непосредственный // Системы управления, связи и безопасности. - 2023. -№ 2. - С. 63-80.

83. Пашинцев, В. П. Методика прогнозирования пропускной способности канала спутниковой связи при мелкомасштабных возмущениях ионосферы, возникновении частотно-селективных замираний и межсимвольной интерференции / В. П. Пашинцев, П. А. Диптан, Д. А. Белоконь. - Текст : непосредственный // Системы управления, связи и безопасности. - 2025. - № 1. - С. 156-186.

84. Уточненный метод определения интервала пространственной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии / В. П. Пашинцев, С. А. Коваль, Д. А. Потягов и др. - Текст : электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2021. - № 2. -URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb21/6/text.pdf (дата обращения: 31.07.2025).

85. Модель пространственно-временного канала космической связи / В. П. Пашинцев, М. Э. Солчатов, Р. П Гахов, А. М Еремин. - Текст : непосредственный // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2003. - Т. 6, № 5. - С. 63-69.

86. Влияние мелкомасштабных возмущений ионосферы на пропускную способность канала спутниковой связи Р-диапазона частот / В. П. Пашинцев, П. А. Диптан, Д. А. Белоконь, Е. М. Назаренко. - Текст : непосредственный // Радиолокация, навигация, связь : материалы 31 -й Международной научно-технической конференции. - Воронеж : Созвездие, 2025. - С. 229-238.

87. Пашинцев, В. П. Повышение достоверности оценки надежности связи в декаметровой радиолинии / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь. - Текст : непосредственный // XL Всероссийская научно-техническая конференция проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем. - Серпухов : филиал ВА РВСН, -2021. - С. 30-35.

88. Пропускная способность спутникового канала связи с частотно-селективными замираниями и межсимвольной интерференцией / В. П. Пашинцев, П. А. Диптан, Е. М. Гринев, Д. А. Белоконь, Н. В. Киселев. -Текст : непосредственный // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - КЕВБ-2024 : доклады 79-й Международной конференции. - Москва : РНТОРЭС им. А. С. Попова, - 2024.

- С. 208-213.

89. Сравнительный анализ методик оценки надежности декаметровой связи / В. П. Пашинцев, Е. М. Гринев, П. А. Диптан, Д. А. Белоконь. - Текст : непосредственный // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - КЕВБ-2023 : доклады 78-й Международной конференции. - Москва : РНТОРЭС им. А.С. Попова, - 2023.

- С. 253-255.

90. Пенин, П. И. Системы передачи цифровой информации / П. И. Пенин. - Москва : Советское радио, 1976. - 364 с. - Текст : непосредственный.

91. Полынкин, А. В. Влияние эффекта Доплера на эффективность передачи OFDM сигналов в системах связи с беспилотными летательными аппаратами / А. В. Полынкин, Х. Т. Ле. - Текст : непосредственный // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2014. - № 1.

- С. 28-36.

92. Песков, М. В. Параметрический синтез низкоорбитальных систем спутниковой связи при возмущениях ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования : специальность 2.3.1 «Системный анализ, управление и обработка информации» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Песков Марк Владимирович. - Ставрополь, 2021. - 202 с.

- Текст : непосредственный.

93. Прохоров, В. Н. Надежность радиосвязи в условиях воздействия случайных помех и пути ее повышения / В. Н. Прохоров, А. Н. Шаров. -Ленинград : ВАС, 1982. - 132 с. - Текст : непосредственный.

94. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020664360 Российская Федерация. Программа оценки надежности связи в декаметровой радиолинии в зависимости от выбора рабочей частоты с учетом одновременного изменения сигнально-помеховой обстановки и диффузности ионосферы : № 2020665508 : заявл. 05.03.2020 : опубл. 27.11.2020 / Д. А. Белоконь [и др.] ; патентообладатель Концепт. - 21 с. - Текст : непосредственный.

95. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024610350 Российская Федерация. Программа определения интервала частотной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии : № 2024619078 : заявл. 09.01.2024 : опубл. 18.04.2024 / Д. А. Белоконь [и др.] ; патентообладатель Д. А. Белоконь. - 30 с. - Текст : непосредственный.

96. Пукса, Д. О. К вопросу о влиянии спектральной эффективности сигнала КВ-модемов на их энергетическую эффективность / Д. О. Пукса, Ю. В. Романов. - Текст : непосредственный // Техника радиосвязи. - 2017. - Вып. 1 (32). - С. 7-16.

97. Рекомендации МСЭ-R M.1798-2. Характеристики высокочастотного радиооборудования для обмена цифровыми данными и электронной почтой в морской мобильной службе. -URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.1798-2-202102-I11PDF-E.pdf (дата обращения: 07.08.2025). - Текст : электронный.

98. Рекомендации МСЭ-R P.372-12. Радиошум // Международный союз электросвязи. Серия Р. Распространение радиоволн. - URL: https: //www.itu.int/dms_pubrec/ itu-r/rec/p/R-REC-P.372-12-201507-S!!PDF-R.pdf. (дата обращения: 07.08.2025). - Текст : электронный.

99. Рекомендации МСЭ-R P.533-13. Метод для прогнозирования рабочих характеристик ВЧ-линий. - Текст : электронный // Международный союз электросвязи. Серия Р. Распространение радиоволн.

- URL: https://www.itu.int/dms pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.533-13-201507-S!!PDF-R.pdf (дата обращения: 07.08.2025).

100. Рекомендация МСЭ-R P.531-14. Данные об ионосферном распространении радиоволн и методы прогнозирования, необходимые для проектирования спутниковых сетей и систем. -URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.531-14-201908-I!!PDF-R.pdf (дата обращения: 07.08.2025). - Текст : электронный.

101. Романов, Ю. В. Эволюция высокоскоростных КВ-радиомодемов в ХХ веке / Ю. В. Романов. - Текст : непосредственный // Техника радиосвязи.

- 2016. - Вып. 1 (28). - С. 72-88.

102. Руководство по организации ионосферно-волновой и частотно-диспетчерской службы на узлах связи Вооружённых Сил СССР. - Москва : Военное издательство, 1990. - 96 с. - Текст : непосредственный.

103. Савищенко, Н. В. Расчет оптимального и рационального числа ветвей разнесения в каналах связи с аддитивным белым гауссовым шумом и общими замираниями Райса-Накагами / Н. В. Савищенко, О. А. Остроумов. -Текст : непосредственный // Информационно-управляющие системы. - 2015. - № 6. - С. 71-80.

104. Серков, В. П. Распространение радиоволн и антенные устройства / В. П. Серков. - Ленинград : ВАС, 1981. - 468 с. - Текст : непосредственный.

105. Серков, В. П. Расчет коротковолновых радиолиний / В. П. Серков, П. В. Слюсарев. - Ленинград : ВАС, 1977. - 138 с. - Текст : непосредственный.

106. Серков, В. П. Теория электромагнитного поля и распространение радиоволн. Ч. 2 / В. П. Серков, П.В. Слюсарев. - Ленинград : ВАС, 1973. - 255 с. - Текст : непосредственный.

107. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение : перевод с английского / Б. Скляр. - Москва : Вильямс, 2003. -1104 с. - Текст : непосредственный.

108. Слюсарев, П. В. Электромагнитная доступность радиоизлучений и антенные устройства. Основы организации радиочастотной и частотно-диспетчерской службы / П. В. Слюсарев. - Ленинград : ВАС, 1978. - 108 с. -Текст : непосредственный.

109. Смирнов, В. М. Спутниковые навигационные системы как источник определения особенностей распространения радиоволн по ионосферным радиолиниям / В. М. Смирнов, Е. В. Смирнова. - Текст : электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2022. - № 9. -ШЬ: ИАрБ://1 re.cplire.rU/iге/8ер22/5/1ех1рё£ (дата обращения: 31.07.2025).

110. Патент 2796656 Российская Федерация, МПК H04L 1/00. Способ адаптации декаметровой радиосвязи по ширине спектра передаваемых сигналов : № 2022118490 : заявл. 07.07.2022 : опубл. 29.05.2023, бюл. № 16 / Пашинцев В. П., Коваль С. А., Цимбал В. А., Скорик А. Д., Тоискин В. Е., Песков М. В., Сенокосов М. А., Литвинов А. И., Михайлов Д. А., Белоконь Д.

А. ; заявитель и патентообладатель Северо-Кавказский федеральный университет. - 19 с. - Текст : непосредственный.

111. Патент RU 2075832 Российская Федерация, МПК H 04 B 7/08. Способ пространственного разнесенного приема сигнала от источника излучения, переданного по многолучевому каналу, и устройство для его осуществления : № 2075832 C1 : заявл. 13.02.1992 : опубл. 20.03.1997 / С. Я. Чернин, А. К. Морозов, Е. М. Бекетова ; заявитель и патентообладатель Информационные телекоммуникационные технологии. - 8 с. - Текст : непосредственный.

112. Стейн, С. Принципы современной теории связи и их применение к передаче дискретных сообщений / С. Стейн, Д. Джонс. - Москва : Связь, 1971. - 376 с. - Текст : непосредственный.

113. Тузлуков, В. П. Разнесенный прием сигналов при наличии замираний Вейбулла в каналах связи / В. П. Тузлуков. - Текст : непосредственный // Доклады БГУИР. - 2019. - Т. 17, №№ 7-8 (126). - С. 13-21.

114. Патент 232607 Российская Федерация, СПК G01S 19/14. Устройство для определения помехоустойчивости цифровых сигналов в декаметровом канале связи в условиях диффузности ионосферы : № 2024136028 : заявл. 28.11.2024 : опубл. 17.03.2025, бюл. №№ 9 / В. П. Пашинцев, Д. А. Белоконь, С. А. Коваль, П. А. Диптан, Д. А. Михайлов, А. Д. Скорик, А. Э. Володин ; заявитель и патентообладатель Белоконь Дмитрий Александрович. - 11 с. - Текст : непосредственный.

115. Фабрицио, Д. А. Высокочастотный загоризонтный радар: основополагающие принципы, обработка сигналов и практическое применение / Д. А. Фабрицио. - Москва : ТЕХНОСФЕРА, 2018. - 936 с. - Текст : непосредственный.

116. Филатов, В.И. Комплексная оценка показателей помехоустойчивости современных и перспективных систем передачи информации и связи / В.И. Филатов, А.В. Сухов, М.А. Зайцев, А.А. Генов // .

- Текст : электронный // Журнал радиоэлектроники. - 2020. - № 9. -URL: https://ire.cplire.ru/ire/sep20/13/text.pdf. (дата обращения: 31.07.2025).

117. Финк, Л. М. Теория передачи дискретных сообщений / Л. М. Финк.

- Москва : Советское радио, 1970. - 727 с. - Текст : непосредственный.

118. Патент RU 2692081 C1 Российская Федерация, МПК H04B 1/59 Система коротковолновой радиосвязи с использованием частотно -манипулированных сигналов, передаваемых в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты : №2018103023 : заявл. 26.01.2018 : опубл. 14.06.2019, бюл. № 17 / Хазан В. Л.; заявитель и патентообладатель Хазан Владимир Львович, Омский государственный технический университет. - 12 с. - Текст : непосредственный.

119. Хмельницкий, Е. А. Оценка помехозащищённости приёма сигналов в КВ диапазоне / Е. А. Хмельницкий. - Москва : Связь, 1975. - 232 с.

- Текст : непосредственный.

120. Черенкова, Л. Е. Распространение радиоволн / Л. Е. Черенкова, О.В. Чернышев. - Москва : Радио и связь, 1984. - 272 с. - Текст : непосредственный.

121. Чернов, Ю. А. Специальные вопросы распространения радиоволн в сетях связи и радиовещания / Ю. А. Чернов. - Москва : ТЕХНОСФЕРА, 2018.

- 688 с. - Текст : непосредственный.

122. Чернусь, П. П. Численные методы и их применение в MATLAB / П. П. Чернусь. - Санкт-Петербург : БГТУ, 2018. - 90 с. - Текст : непосредственный.

123. Черный, Ф. Б. Распространение радиоволн / Ф. Б. Черный. -Москва : Советское радио, 1972. - 464 с. - Текст : непосредственный.

124. Чернышов, В. П. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства / В. П. Чернышов, Д. И. Шейнман. - Москва : Связь, 1972. - 408 с.

125. Электромагнитные поля и волны / под редакцией В. В. Каменева.

- Санкт-Петербург : ВАС, 2006. - 232 с. - Текст : непосредственный.

126. Распространение радиоволн / О. И.Яковлев, В. П.Якубов, В. П. Урядов, А. Г. Павельев. - Москва : ЛЕНАНД, 2009. - 496 с. - Текст : непосредственный.

127. Яремченко, С. В. Методика определения зависимости надежности связи и энергетического потенциала коротковолновой радиолинии от выбора рабочей частоты : специальность 05.12.13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Яремченко Сергей Викторович. - Серпухов, 2013. - 194 с.

- Текст : непосредственный.

128. Описание функции MATLAB / Analytical Expressions Used in berfading Function and Bit Error Rate Analysis App. -URL: https://www.mathworks.com/help/comm/ug/analytical-expressions-used-in-berfading-function-and-bit-error-rate-analysis-app.html (дата обращения: 14.04.2025). - Текст : электронный.

129. Aarons, J. Global Morphology of Ionospheric Scintillations / J. Aarons.

- Text : direct // Proceedings of the IEEE. - 1982. - Vol. 70, N 4. - P. 360-378.

130. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions / D. Bilitza, D. Altadill, V. Truhlik et al. - Text : direct // Space Weather. - 2017. - Vol. 15. - P. 418-429.

131. Global S4 index variations observed using FORMOSAT-3/COSMIC GPS RO technique during a solar minimum year / P. S. Brahmanandam, G. Uma, J. Y Liu et al. - Text : direct // Journal of Geophysical Research: Space Physics. -2012. - Vol. 117, N A09322. - P. 1-14.

132. Modeling the effects of ionospheric scintillation on GPS/Satellite-Based Augmentation System availability / R. S. Conker, M. Bakry ElArini, C. J. Hegarty, T. Hsiao. - Text : direct // Radio science. - 2003. - Vol. 38, N 1. - P. 1-23.

133. Cho, K. On the general BER expression of one- and two-dimensional amplitude modulations / K. Cho, Y. Dongweon. - Text : direct // IEEE Transactions on Communications. - 2002. - Vol. 50, N 7. - P. 1074-1080.

134. Compston, D. International Reference Ionosphere (IRI) Model / D. Compston. - MATLAB Central File Exchange, 2025. - URL: https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/34863-international-reference-ionosphere-iri-model. (дата обращения: 12.04.2025). - Text : electronic.

135. Savo, G. Coding and modulation for the fading channel / Savo G. Glisic et al. // Wireless Communications: TDMA versus CDMA. - 1997. - P. 550.

136. Goldsmith, A. Wireless communications / A. Goldsmith. - Text : direct // Cambridge: Cambridge University Press, 2005. - 605 с.

137. Hinks, J. C. Evaluating GPS Receiver Robustness to Ionospheric Scintillation / J. C. Hinks. - Text : direct // Proceedings of the 21st International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2008). - Savannah, GA, 2008. - P. 309-320.

138. Manual on the Implementation of HF Data Link (HFDL): Draft / International Civil Aviation Organization. - Montreal, 1996. - 70 p. -URL: https : //www.icao .int/safety/acp/inactive%20working%20groups%20library/a mcp%205/item- 1e.pdf (Дата обращения: 30.07.2025). - Text : electronic.

139. VOACAP. - URL: https://www.voacap.com/ (дата обращения: 06.08.2025). - Text : electronic.

140. L3Harris Technologies, Inc. URL: http://www.harris.com (дата обращения: 28.04.2025). - Text : electronic.

141. Lee, P. J. Computation of the Bit Error Rate of Coherent M-ary PSK with Gray Code Bit Mapping / P. J. Lee. - Text : direct // IEEE Transactions on Communications. - 1986. - Vol. 34, N 5. - P. 488-491.

142. Li, Y. G. Orthogonal frequency division multiplexing for wireless communications / Y. G. Li, G. L. Stuber. - Text : direct // Springer Science & Business Media, 2006.

143. Mathuranathan, V. Wireless Communication Systems in Matlab / V. Mathuranathan // Second Edition. - Independently published, 2020. - P. 382.

144. Menold, R. E. The Coming of Automatic Link Establishment / R. E. Menold. - Text : direct // QST. - 1995. - Vol. 79, N 2. - P. 1-8.

145. Method for forecasting of interference immunity of low frequency satellite communication systems / V. P. Pashintsev, M. V. Peskov, I. A. Kalmykov et al. - Text : direct // AD ALTA-JOURNAL OF INTERDISCIPLINARY RESEARCH. - 2020. - Vol. 10, N 1. - P. 367-375.

146. MIL-STD-188-110C/D. Interoperability and Performance Standards for Data Modems. - U.S. Department of Defense, 2012. - Text : direct.

147. NATO, Military Agency for Standardization (MAS). STANAG 4285: Characteristics of 1200/2400/3600 Bits Per Second Single Tone Modulators/Demodulators for HF Radio Links. - 1989. - Text : direct.

148. Analytical method for determining the interval of spatial correlation of fading in a single-beam decameter radio line / V. P. Pashintsev, S. A.Koval, A. F. Chipiga, A. D. Skorik. - Text : direct // Telecommunications and Radio Engineering. - 2021. - Vol. 80, N 2. - P. 89-104.

149. Method for evaluating statistical characteristics of fluctuations in the total electronic content of the ionosphere based on the results of its GPS-sensing / M. V. Peskov, V. P. Pashintsev, A. F. Chipiga et al. - Text : direct // Applied Informatics and Cybernetics in Intelligent Systems ; CSOC 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2020. - Vol. 3, N 1226. - P. 314-320.

150. Proakis, J. G. Digital Communications / J. G. Proakis. - New York : McGraw-Hill, 2001. - 1002 p. - Text : direct.

151. Recommendation ITU-R Rec. F.1487. Testing of HF modems with bandwidths of up to about 12 kHz using ionospheric channel simulators. - URL: https://www.radioscanner.ru/files/download/file11241/r-rec-f 1487-e.pdf (дата обращения: 28.04.2025). - Text : electronic.

152. Rohling, H. OFDM: Concepts for Future Communication Systems / H. Rohling. - Text : direct // Springer Science & Business Media. - 2011. - 254 p.

153. Sadeque, G. Multipath Rayleigh and Rician fading channel simulation using MATLAB / G. Sadeque, C. M. Shadhon, A. Firoj. - Text : direct // American Journal of Engineering Research. - 2015. - P. 36-42.

154. Performance Analysis of Rayleigh and Rician Fading Channel Models using Matlab Simulation / K. Sanjiv, P. K. Gupta, G. Singh, D. S Chauhan. - Text : direct // International Journal of Intelligent Systems and Applications. - 2013. - Vol. 5, N 9. - P. 94-102.

155. Sarac, S. Real Time Implementation of STANAG 4539 High Speed HF Modem / S. Sarac, F. Kara, C. Vural. - Text : direct // World Academy of Science, Engineering and Technology. - 2012. - Vol. 6. - P. 1-6.

156. Chung, S. T. Degrees of freedom in adaptive modulation: a unified view / S. T. Chung, A. J. Goldsmith. - Text : direct // IEEE Transactions on Communications. - 2001. - Vol. 49, N 9. - P. 1561-1571.

157. Simon, M. K. Digital Communication over Fading Channels: A Unified Approach to Performance Analysis / M. K. Simon, M. S. Alouini. - New York : John Wiley & Sons, 2000. - 544 p. - Text : direct.

158. Haykin, S. S. Adaptive Filters / S. S. Haykin. - Pearson : Education, 2002. - 936 p. - Text : direct.

159. STANAG 4539. Technical Standard - Interoperability and Performance Standards for Data Modem. - Brussels : NATO Standardization Agency, 2000. - 64 p. - Text : direct.

160. Wu, M. Decoding of polar-coded OFDM systems over multipath fading channels with interleaving and channel state information / M. Wu Yu, Y., F. Wan. -Text : direct // Sci. Rep. - 2024. - Vol. 14. - P. 30286.

161. Youssef, T. Performance evaluation of different QAM techniques using Matlab/Simulink / T. Youssef, E. Abdelfattah. - Text : direct // IEEE Long Island Systems, Applications and Technology Conference. - Farmingdale, 2013. - P. 1-5.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Программа для получения данных о состоянии ионосферы c помощью реферативной модели IRI-2016

function out = iri2016(time, latitude, longitude, height, utc, coord, ... curldir, Rz12, IG12, f10_7_daily, f10_7_81day, tec_hmax, ne_top, ... fpeak, f2storm, fpeak_height, bottom, f1_prob, auroral_boundary, ... foE_storm, Ne_Dreg, Te_top, ioncomp, NmF2_foF2, hmF2_M3000F2, ... NmE_foE, hmE, B0)

% IRI2016 International Reference Ionosphere 2016 output parameters.

%

% Usage: OUT = IRI2016(TIME, LATITUDE, LONGITUDE, HEIGHT, UTC, COORD,

% CURLDIR, Rz12, IG12, F10_7_DAILY, F10_7_81DAY,

TEC_HMAX,

% Ne_TOP, FPEAK, F2STORM, FPEAK_HEIGHT, BOTTOM,

F1_PROB,

% AURORAL_BOUNDARY, foE_STORM, Ne_Dreg, Te_TOP,

IONCOMP,

% NmF2_foF2, hmF2_M3000F2, NmE_foE, hmE, B0)

%

% Computes the International Reference Ionosphere (IRI) 2016, which is an % internationally recognized model for various ionospheric properties. The % position and time inputs can be scalars or arrays; when they are arrays, % they should all have the same number of elements. The output is a matrix % with 44 columns and the same number of rows as elements in the position % and time inputs (possibly just 1). The ith row has the IRI output for the

% ith position/time input.

%

% The function makes the computation by querying the online interface at % https: //ccmc.gsfc.nasa. gov/modelweb/models/iri2016_vitmo. php (hence % internet access is required), which makes it pretty slow, especially when % either more than one of the position and time inputs are made to vary or % if the position and time inputs are not spaced linearly. If more than one % input is varied, the function can be sped up by using a for loop and % holding the smaller arrays constant, assuming the largest array is spaced % linearly. This will result in fewer calls to the website since the % website allows for a linear sweep in one variable. See the script

% iritest.m for an example of this.

%

% The query is made using the command curl in an operating system terminal. % This is built-in to Unix but not Windows. curl for Windows can be % downloaded from http://curl.haxx.se/download.html. The directory where % the curl.exe file can be found should be passed into CURLDIR for Windows % computers. CURLDIR defaults to the same directory as this function.

%

% A value for -1 means the output is invalid for the given input. A value

% of -1 for TEC means the input TEC_HMAX was not set. All string inputs are

% case insensitive.

%

% Inputs:

%

% -TIME: Times to compute IRI model either in MATLAB serial date number

% format or a string that can be converted into MATLAB serial date number

% format using DATENUM with no format specified (see documentation of

% DATENUM for more information). Whether the times are local or UTC are

% determined by the input UTC. Valid range is from year 1958 to year 2020

% currently (optional, default is January 1, 2000 at 01:30).

%

% -LATITUDE: Latitude in degrees to compute IRI model. Whether this is

% geodetic, geocentric, or geomagnetic latitude is determined by the

% input COORD. Valid range is -90 degrees to 90 degrees (optional,

% default is 50 degrees). %

% -LONGITUDE: Longitude in degrees to compute IRI model. Whether this is

% geodetic, geocentric, or geomagnetic longitude is determined by the

% input COORD. Valid range is 0 degrees to 360 degrees (optional, default

% is 40 degrees). %

% -HEIGHT: For geodetic or geomagnetic coordiates, the height in km above

% the Earth's surface. For geocentric coordiates, the radius in km from

% the center of the Earth. Valid range for altitude is 60 km to 2000 km,

% although the recommended upper limit is 1500 km (optional, default when

% all other inputs are scalars is to sweep from 100:50:2000 km and when

% any other input is an array is 100 km).

%

% -UTC: Set to true (or 'UTC', 'U') if the times in TIME are in

% Coordinated Universal Time (UTC) or false (or 'Local', 'LT', 'L') if

% the times in TIME are in local time (optional, default is true).

%

% -COORD: String specifying the coordinate system to use. Can be

% geodetic ('geodetic', 'geod', or 'gd'), geomagnetic ('geomagnetic',

% 'geom', or 'gm'), or geocentric ('geocentric', 'geom', or 'gm')

% (optional, default is geodetic).

%

% -CURLDIR: Directory where curl.exe can be found (optional, only

% necessary for Windows computers, and default for those is the same

% directory that this function is located).

%

% typically calculated automatically from the time you specify, but you

% can enter your own index here and not rely on the internal index file.

% Valid range is 0 to 400.

%

% -IG12: Index based on foF2 measurements from a dozen ionosondes

% correlated with the CCIR foF2 maps [1]. This index is typically

% calculated automatically from the time you specify, but you can enter

% your own index here and not rely on the internal index file. Valid

% range is -50 to 400.

%

% -F10_7_DAILY: F10.7 radio flux, a daily index based on full disc solar

% flux measurements at 2800 MHz (10.7 cm wavelength) first made at the

% Algonquin Radio Observatory, near Ottawa, Canada (1947 until May 31,

% 1991) and then from the Dominion Radio Astrophysical Observatory, near

% Penticton, British Columbia at local noon (1700 UT at Ottawa and 2000

% UT at Penticton). The flux values are expressed in solar flux units

% (1 s.f.u. = 10-22 W*m-2*Hz-1 ). Indices are tabulated in two forms: the

% "observed flux" (S), and the "adjusted flux" (Sa). The former are the

% actual measured values, and are affected by the changing distance

% between the Earth and Sun throughout the year, whereas the latter are

% scaled to a standard distance of 1 AU. The "observed flux" values are

% used in IRI. This index is typically calculated for you, but you can

% enter your own and not rely on the internal index file. Valid range is

% 0 to 400.

%

% -F10_7_81DAY: The 81 -day running mean of the daily F10.7 index

% described above. 81 days are about 3 solar rotations and statistical

% studies have found good correlation between this parameter or

% PF10.7=(F10.7_daily + F10.7_81day)/2 and ionospheric parameters. This

% index is typically calculated for you, but you can enter your own and

% not rely on the internal index file. Valid range is 0 to 400.

%

% -TEC_HMAX: Electron content upper boundary in km. The electron content

% is the vertical electron content (vTEC) calculated using numerical

% integration from a lower to an upper boundary. You must enter a value

% for the upper boundary if you want to obtain electron content values.

% The value should not be higher than 2000 km because this is the upper

% limit of the IRI validity range for electron density profiles. The

% lower boundary is set to the starting height of the IRI validity range

% (60 km during the day and 80 km during the night).

%

% -Ne_TOP: Ne Topside. There are three options here: % 1. IRI-2001: The IRI-2001 model that was based primarily on Alouette % 1 topside sounder data with some AE-C, AEROS, and DE-2 in situ data

% [2]. Selected by inputting one of 3, TRI01', 'IRI2001', or '2001'.

% 2. IRI01-corr: A correction of the 2001 model with the help of % Aloutte 2, ISIS 1 and 2 topside sounder data [3]. Selected by % inputting one of 2, 'IRI01-corr', 'IRI2001-corr', 'corr', or 'c'. % 3. NeQuick: The model developed by Radicella and his group at ICTP % using Intercosmos 19 topside sounder data in addition to the ISIS 1 % and 2 data [4]. Selected by inputing one of 1, 'NeQuick', 'Quick', % 'Qu', 'Q', or 'Ne'.

% The default option is NeQuick.

%

% -FPEAK: F peak model. There are two options here: % 1. CCIR: The CCIR model for the F peak plasma frequency foF2 was % developed by Jones and Gallet [5] using data from the worldwide % network of ionosondes. It is the model recommended by the Comite % Consultatif International des Radiocommunications (CCIR) of the % International Telecommunications Union [6]. Selected by inputting one % of 2, 'CCIR', or 'C'.

% 2. URSI: The URSI model was developed by Rush et al. [7] using a % physical model to obtain screen points over regions not covered by % ionosondes instead of the extrapolation along magnetic field lines % employed by Jones and Gallet [5]. Selected by inputting one of 1, % 'URSI', or 'U'.

% The default option is URSI. The CCIR model is recommended over the % continents and the URSI model over the oceans. NOTE: Changes here will % also affect the height of the F peak hmF2 because the hmF2 model % depends on the ratio foF2/foE where foE is the plasma frequency at the

% E peak.

%

% -F2STORM: foF2 Storm model on (true or 'on') or off (false or 'off) % (optional, default is on). The F peak storm model describes the average % storm behavior in terms of the ratio foF2_storm/foF2_quiet based on the % ap history over the preceding 33 hours [8]. A large volume of ionosonde % data for storms during the 1980-1990 time period were used to describe % the most coherent and repeatable features of the ionospheric storm

% response.

%

% -FPEAK_HEIGHT: There are three different options here: % 1. BSE-1979: Older option that uses the correlation between hmF2 and % the propagation factor M(3000)F2 and the CCIR-1965 model for the % ionosonde-deduced M(3000)F2 [9]. Selected by inputting one of 3, % 'BSE-1979', 'BSE', or 'B'.

% 2. AMTB2013: Ionosonde-based model [10]. Selected by inputting one of % 1, 'AMTB2013', 'AMTB', or 'A'.

% 3. SHU-2015: Model based on radio occulation data from several GNSS % satellites [11]. Selected by inputting one of 2, 'SHU-2015', 'SHU', % or 'S'.

% The default option is AMTB2013. %

% -BOTTOM: Bottomside thickness. The bottomside thickness is the height

% difference between the F peak height hmF2 and the height where the

% electron density profile has dropped down to half the F peak value

% (NmF2/2). There are three options here:

% 1. Bilitza-2000: This (table-)option is based on incoherent scatter % data [12]. Selected by inputting one of 1, 'B0 Table', 'B0Table', % 'B0', or 'B'.

% 2. Gulyaeva: This option is based on ionosonde data mostly from mid-% latitudes [13]. Selected by inputting one of 2, 'Gulyaeva', 'Guly', % or 'G'.

% 3. ABT-2009: Altadill et al. [14] used a large volume of ionosonde % data to develop a much improved representation of latitudinal and % solar cycle variation of B0 and B1. B1 is a parameter describing the % bottomside profile shape. Selected by inputting one of 3, 'ABT-2009', % or 'ABT'.

% The default option is ABT-2009.

%

% -F1_PROB: This parameter describes the occurrence probability of an F1

% layer. There are three options here:

% 1. IRI-95: This option uses the ITU-recommended Ducharme et al. model % [15] that applies a simple cutoff solar zenith angle, so probability % is either 0 or 1. Selected by inputting one of 3, 'IRI-95', 'IRI95', % 'IRI', or '95'.

% 2. Scotto-1997 no L: This option uses the model developed by Scotto % et al. [16] using only ionograms with clear F1 layer presence and % excluding the more uncertain L condition cases. Ionograms often % exhibit a Fl ledge rather than a fully developed cusp, primarily % during the time period just before the Fl layer disappears. These % cases are described as L condition according to the URSI standard % nomenclature. Selected by inputting one of 1, 'Scotto-1997 no L', % 'no L', or 'nL'.

% 3. Scotto-1997 with L: Here L-condition cases were included. Selected % by inputting one of 2, 'Scotto-1997 with L', 'with L', or 'wL'.

% The default option is Scotto-1997 no L.

%

% -AURORAL_BOUNDARY: Turn auroral boundary on (true or 'on') or off

% (false or 'off) (optional, default is off). Leaving this off will

% produce faster results.

%

% -foE_STORM: Turn the E peak auroral storm model on (true or 'on') or

% off (false or 'off) (optional, default is on). The model was developed

% by Mertens et al. [17] and Fernandez et al. [18] and describes the

% average storm behavior in terms of the ratio foE_storm/foE_quiet based

% on the ap index history.

%

% -Ne_Dreg: D-region electron density. There are two options here: % 1. FT-2001: Model based on Friedrich's compilation of reliable rocket % data [19]. Selected by inputting one of 2, 'FPT-2000', 'FPT', or % '2000'.

% 2. IRI-95: Model based on a much smaller selection of typical rocket % profiles [20]. Selected by inputting one of 1, 'IRI-95', 'IRI95', % 'IRI', or '95'.

% The default option is IRI-95.

%

% -Te_TOP: Topside electron temperature. There are three options here: % 1. IRI-95 is using the global models at fixed altitudes developed by % Brace and Theis [21] based on their ISIS and AE-C electron % temperature measurements. The model is described in [22] and also in % the IRI-90 report that is available as PDF document from the % references section of the IRI homepage. Selected by inputting one of % 3, 'IRI-95', 'IRI95', 'IRI', or '95'.

% 2. TBT-2012 model is newer and uses a large volume of satellite in % situ measurements [23]. Selected by inputting one of 2, 'TBT-2012', % 'TBT', or '2012'.

% 3. TBT2012+SA version of the model includes variations with solar % activity. Selected by inputting one of 1, 'TBT2012+SA', 'TBT+SA', % '2012+SA', or 'SA'.

% The default option is TBT2012+SA. %

% -IONCOMP: Ion composition. There are two options here: % 1. DS95/DY85: Uses the Danilov and Smirnova model [24] based on their % compilation of rocket data in the region below the F-peak and the % Danilov and Yaichnikov model [25] based on their compilation of % Russian high-altitude rocket measurements. Selected by inputting one % of 2, 'DS95/DY85', or 'DS95'.

% 2. RBV10/TTS03: Based on an adjustment of the ion composition from % the FLIP-model photochemistry to the IRI electron density profile in % region below the F peak [26]. In the region above the F-peak the % model of Triskova et al. [27] based on satellite ion mass % spectrometer measurements. Selected by inputting one of 1, % 'RBV10/TTS03', or 'RBV10'.

% The default option is RBV10/TTS03.

%

% -NmF2_foF2: A measured value to update the IRI profile to actual % conditions. Only valid when varying HEIGHT linearly. If this number is % between 10A3 and 10A8, it represents the F2 peak density (NmF2) in % cmA-3. If instead it is between 2 and 14, it represents the F2 plasma % frequency foF2 in MHz.

%

% -hmF2_M3000F2: A measured value to update the IRI profile to actual

% conditions. Only valid when varying HEIGHT linearly. If this number is

% between 100 and 1000, it represents the F2 peak height (hmF2) in km. If

% instead it is between 1.5 and 4, it represents the propagation factor

% M(3000)F2. %

% -NmE_foE: A measured value to update the IRI profile to actual

% conditions. Only valid when varying HEIGHT linearly. If this number is

% between 20 and 10A8, it represents the E peak density (NmE) in cmA-3.

% If instead it is between 0.1 and 14, it represents the E plasma

% frequency in MHz.

%

% -hmE: Measured E peak height in km to update the IRI profile to actual

% conditions. Valid range is between 70 km and 200 km.

%

% -B0: Measured bottomside thickness in km to update the IRI profile to

% actual conditions. Valid range is between 50 km and 500 km.

%

% Outputs:

%

% -OUT: Array with the same number of rows as elements in the position

% and time inputs and the following data in each column:

% 1. Electron density (Ne) in mA-3.

% 2. Ratio of Ne to the F2 peak density (NmF2).

% 3. Neutral temperature (Tn) in K.

% 4. Ion temperature (Ti) in K.

% 5. Electron temperature (Te) in K.

% 6. Atomic oxygen ions (O+) percentage.

% 7. Atomic hydrogen ions (H+) percentage.

% 8. Atomic helium ions (He+) percentage.

% 9. Molecular oxygen ions (02+) percentage.

% 10. Nitric oxide ions (NO+) percentage.

% 11. Cluster ions percentage.

% 12. Atomic nitrogen ions (N+) percentage.

% 13. Total electron content (TEC) in 10A16 mA-2.

% 14. TEC top percentage.

% 15. Height of the F2 peak (hmF2) in km.

% 16. Height of the F1 peak (hmF1) in km.

% 17. Height of the E peak (hmE) in km.

% 18. Height of the D peak (hmD) in km.

% 19. Density of the F2 peak (NmF2) in mA-3.

% 20. Density of the F1 peak (NmF1) in mA-3.

% 21. Density of the E peak (NmE) in mA-3.

% 22. Density of the D peak (NmD) in mA-3.

% 23. Propagation factor M(3000)F2. % 24. Bottomside thickness (B0) in km. % 25. Bottomside shape (B1). % 26. E-valley width in km. % 27. E-valley depth (Nmin/NmE) in km. % 28. F2 plasma frequency (foF2) in MHz. % 29. F1 plasma frequency (foF1) in MHz. % 30. E plasma frequency (foE) in MHz. % 31. D plasma frequency (foD) in MHz. % 32. Equatorial vertical ion drift in m/s. % 33. Ratio of foF2 storm to foF2 quiet. % 34. F1 probability.

% 35. CGM latitude of auroral oval boundary. % 36. Spread F probability. % 37. Ratio of foE storm to foE quiet.

% 38. 12-month running mean of sunspot number Rz12 used by the model. % 39. Ionospheric index IG12 used by the model. % 40. Daily solar radio flux F107D used by the model. % 41. 81 day solar radio flux F107_81D used by the model. % 42. 3 hour ap index used by the model. % 43. Daily ap index used by the model. % 44. 3 hour Kp index used by the model. % A value of -1 for any output indicates that the parameter is not % available for the specified range. TEC = -1 means you have not entered

% an upper boundary height for TEC_HMAX. %

% References:

%

% [1] R. Y. Liu, P. A. Smith, and J. W. King, ?A New Solar Index Which % Leads to Improved foF2 Predictions Using the CCIR Atlas," % _Telecommunication_Journal_, vol. 50, no. 8, pp. 408-414, 1983. % [2] D. Bilitza, B. W. Reinisch, S. M. Radicella, S. Pulinets, T. % Gulyaeva, and L. Triskova, "Improvements of the International Reference % Ionosphere model for the topside electron density profile," _Radio_ % _Sci._, vol. 41, p. RS5S15, 2006, doi:10.1029/2005RS003370. % [3] D. Bilitza, "A correction for the IRI topside electron density % model based on Alouette/ISIS topside sounder data," _Adv._Space_Res._, % vol. 33, no. 6, 838-843, 2004.

% [4] Coisson P., S. Radicella, R. Leitinger, and B. Nava, "Topside % electron density in IRI and NeQuick," _Adv._Space_Res._, vol. 37, no. % 5, pp. 937-942, 2006.

% [5] W. B. Jones and R. M. Gallet, "The Representation of Diurnal and % Geographic Variations of Ionospheric Data by Numerical Methods," % _Telecomm._J._, vol. 29, no. 129, 1962, and vol. 32, no. 18, 1965. % [6] Report 340-4, ITU, Geneva, 1967.

% [7] C. Rush, M. Fox. D. Bilitza, K. Davies, L. McNamara, F. Stewart, % and M. PoKempner, "Ionospheric Mapping-An Update of foF2 Coefficients," % _Telecomm._J._, vol. 56, no. 179, 1989.