Разработка и исследование алгоритмов обнаружения сигналов с эллипсными несущими

получается в результате линейного преобразования гауссовского белого шума. Поэтому она будет иметь нормальную плотность вероятности с математическим ожиданием и дисперсией, равными:

(2.2.3)

График плотностей вероятности и показан на рис.2.2.3:

рис.2.2.3

В отсутствии сигнала и случайная величина

(2.2.4)

имеет также нормальную плотность вероятности p0(q), причем

(2.2.5)

Согласно критерию Неймана - Пирсона должна задаваться вероятность ложной тревоги , т.е. вероятность превышения шумом при t=T порогового уровня:

(2.2.6)

где Ф(x) - интеграл вероятности. При этом вероятность правильного обнаружения будет равна

(2.2.7)

Формулы (6) и (7) показывают, что вероятность ложной тревоги , как и вероятность правильного обнаружения , однозначно определяются отношением порогового уровня к пиковой величине сигнал-шум, равной Поэтому по заданной вероятности ложной тревоги однозначно определяется уровень а зная его, находим вероятность правильного обнаружения .

Таким образом, можно рассчитать кривые обнаружения сигнала (рис.2.2.4). Кривые обнаружения представляют собой зависимость вероятности правильного обнаружения от отношения сигнал-шум при фиксированной вероятности ложной тревоги .

рис.2.2.4

Пользуясь кривыми обнаружения, можно определить пороговый сигнал. Пороговым называется сигнал, который при заданной вероятности ложной тревоги pf можно обнаружить с требуемой вероятностью правильного обнаружения. Пороговый сигнал характеризуется его энергией.

Вывод

1. Возможность обнаружения детерминированного селиусоидального сигнала при оптимальном приеме с заданными вероятностями и не зависит от формы сигнала и определяется только пиковым отношением сигнал-шум на выходе корреляционного приемника, т.е. отношением энергии сигнала к спектральной плотности шума.

Методы борьбы с АБГШ развиты хорошо и уже успешно применены на практике. Однако в современной радиоэлектронике специального назначения остается актуальным вопрос борьбы с умышленными помехами, в особенности прицельной помехи (ПП). Поэтому, основываясь на известном положении о большей помехоустойчивости широкополосных сигналов, а также учитывая уже известную широкополосность селиусоидальных сигналов необходимо исследовать характеристики обнаружения этих сигналов при воздействии прицельной помехи.

5. Использование оптимального алгоритма обнаружения радиоимпульсов с эллипсными несущими и полностью известными параметрами при воздействии прицельной помехи, используя корреляционный прием

В разделе спектральных характеристик эллипсных функций был показан их спектр. Откуда можно заключить, что добиться широкополосности радиосигналов можно путем использования в качестве несущего колебания периодическое селиусоидальное. Спектр непрерывного селиусоидального колебания с параметром формы представлен на рис.5.1. Спектр периодической последовательности радиоимпульсов с селиусодальным несущим колебанием при таком же параметре формы представлен на рис.5.2. Частота несущего колебания была взята равной 100 МГц.

Эффективная ширина спектра составила 20 ГГц. Откуда заключаем, что селиусоидальные сигналы относятся к широкополосным сигналам.

При передаче информации на большие расстояния в некоторых случаях мощность преднамеренной помехи на входе приемника в его полосе пропускания может значительно превышать мощность сигнала. Одной из разновидностей данных помех является прицельная помеха (ПП). ПП представляет помеху, которая имеет равномерную спектральную плотность мощности в полосе спектра сигнала, а вне полосы ее спектральная плотность мощности равна нулю. Для борьбы с прицельными помехами можно использовать широкополосные сигналы (ШПС). Помимо хорошо известных способов создания широкополосных сигналов, таких как ШПС модулированные псевдослучайной числовой последовательностью, ШПС на основе псевдослучайной перестройки радиочастоты, рассматривается возможность использования в качестве ШПС селиусоидальные сигналы.

Помехоустойчивость приемника с согласованным фильтром (коррелятором) полностью определяется отношением сигнал-помеха на выходе фильтра

(10.2)

где - энергия сигнала; - спектральная плотность мощности помехи на входе приемника. Если помеха представляет собой только АБГШ, то максимальное отношение сигнала к белому шуму на выходе оптимального приемника не зависит от формы сигнала. Следовательно, если выделение сигнала происходит на фоне только внутренних шумов приемника, то помехоустойчивость приемников, согласованных с сигналами любой формы, будет одинаковой. Если же помеха является прицельной, то ее средняя мощность ограничена и она действует в полосе частот сигнала, поэтому . Поскольку энергия сигнала , то

(*)

где отношение мощностей сигнала и помехи на входе приемника , а называется базой сигнала. Таким образом, при заданном отношении мощностей сигнала и шума помехоустойчивость тем выше, чем больше база принимаемых сигналов. Аналогичный вывод можно получить другим способом. Отношение сигнал-шум на входе СФ (коррелятора) в случае, когда на вход приходит сигнал, с которым фильтр согласован

Отношением сигнал-помеха на выходе фильтра

Выигрыш на выходе согласованного фильтра

Получается, что улучшение отношения сигнал/шум на выходе фильтра по отношению к сигнал-шум на входе фильтра равняется базе сигнала. [11]. Формула (*) будет справедлива и при действии узкополосной помехи мощностью . Так, если представить оптимальный приемник в виде коррелятора, то на выходе перемножителя коррелятора произойдет расширение спектра этой помехи до значения полосы сигнала , а через интегратор с пределом интегрирования пройдет лишь часть спектра помехи. В результате мощности помехи и сигнала на выходе коррелятора соответственно будут равны и , а отношение сигнал-помеха определится из (*).

Соотношение (10.2) является основополагающим в технике борьбы с мощными помехами. Оно показывает, что при большой базе можно получить достаточное отношение сигнал-помеха для надежного приема, даже если мощность сигнала на входе приемника много меньше мощности помехи, т.е. если <<1. Действительно, пусть, например, дБ=-40 дБ, а требуется иметь на выходе =13 дБ. В этом случае необходимо применять ШПС с базой Вдб=50 или . База селиусоидального сигнала с параметром формы с длительностью и эффективной шириной спектра равна:

В случае использования синусоидального сигнала той же длительности при амплитудной модуляции речевым сигналом, база сигнала была бы равна При этом выигрыш даже немодулированного селиусоидального сигнала составляет , что почти достигает тридцати тысяч раз.

Соотношение (10.2) указывает метод борьбы с мощными прицельными помехами: использование ШПС с большими базами, такими как радиосигналы с селиусоидальными несущими колебаниями. Этот метод непосредственно следует из теоремы Шеннона о пропускной способности канала связи с шумами. Эта теорема гласит, что можно найти такие коды, что пропускная способность канала связи

, (10.3)

где - ширина спектра сигналов, равная ширине полосы канала, - отношение сигнал-помеха по мощности на входе приемника (10.3). Если действует мощная помеха, т.е. <<1, то . Соответственно

. (10.4)

Согласно теореме Шеннона, если имеют место соотношения (10.3), (10.4), то можно нести передачу информации по такому каналу со сколь угодно малой вероятностью ошибки. В свою очередь, если в (10.2) заменить на , где - скорость передачи информации (длительность двоичной единицы), то

(10.5)

Сравнивая (10.5) с (10.4), можно заметить, что если положить , т.е. вести передачу информации со скоростью, равной пропускной способности канала, то значение отношения сигнал-помеха является пороговым для такой системы связи: если , то ошибка будет сколь угодно малой, если , то ошибка возрастет в соответствии с теоремой Шеннона.

Таким образом, соотношение (10.2) и целесообразность применения ШПС для борьбы с мощными помехами вытекают из теоремы Шеннона. Впервые формула (10.2) была получена для шумовых помех с ограниченной средней мощностью, но она справедлива и для других помех, в том числе для узкополосных, импульсных и структурных (помехи, имеющие ту же структуру, что и полезный сигнал). [ 2, с. 184-189].

Выводы

1. Высокая помехоустойчивость селиусодальных сигналов, определяется их широкополосностью. За счет того ,что ограниченную мощность помехи приходится распределять в широкой полосе частот, спектральная плотность мощности помехи в полосе сигнала уменьшается, что увеличивает отношение сигнал-шум на выходе приемника.

2. Достижение высокой помехоустойчивости возможно созданием изначально широкополосных несущих колебаний, а не только применением методов расширения спектра.

Проведенные аналитические рассуждения показали более высокую помехоустойчивость селиусоидальных колебаний по сравнению с синусоидальным колебанием. Полученные теоретические результаты, необходимо проверить, проведя серию экспериментов на имитационно-моделирующем комплексе.

6. Имитационно-моделирующий комплекс для статистических испытаний алгоритмов обнаружения радиоимпульсов с эллипсными несущими и полностью известными параметрами при корреляционном приеме

Для проведения статистических испытаний алгоритмов обнаружения радиоимпульсов с эллипсными несущими и полностью известными параметрами при корреляционном приеме был построен имитационно-моделирующий комплекс. Он предназначен для проверки в вычислительном эксперименте утверждения о большей помехоустойчивости селиусоидальных сигналов по сравнению с синусоидальными при воздействии прицельной помехи. Проверка этого утверждения достигается путем сравнения общей вероятности ошибки принятых сигналов.

На рис.6.1 изображена структурная схема имитационно-моделирующего комплекса.

рис.6.1

На рисунке заглавными буквами обозначены:

ТГ - тактовый генератор; ГС - генератор принимаемого сигнала; ГП - генератор помехи; УПР - устройство принятия решения; СОпс - счётчик ошибок, подсчитывающий количество пропусков сигнала; СОлт - счетчик ошибок, подсчитывающий количество ложных тревог; ИО - индикатор вероятности общей ошибки.

Генератор принимаемого сигнала (ГС) создает радиоимпульсы с селиусоидальной несущей заданной формы и с заданными параметрами, а генератор помехи (ГП) создает аддитивный белый гауссовский шум с нулевым математическим ожиданием и регулируемой дисперсией. Он может непосредственно аддитивно смешаться с сигналом или пройти через полосовой фильтр с регулируемой полосой пропускания для создания прицельной помехи (ПП). Сгенерированный сигнал с выхода ГС поступает на сумматор, где он складывается с АБГШ и ПП, формируя зашумленный передаваемый сигнал. Полученный зашумленный сигнал подается на умножитель, одновременно с сигналом с выхода ГС. Далее сигнал проходит через интегратор, значения с которого сравниваютя в устройстве принятия решений (УПР) с определенным порогом. В ходе этого сравнения УПР выдает значение «1» о наличии сигнала либо «0», что соответствует отсутствию сигнала. Счетчики ошибок (СОпс и СОлт) сравнивают принятые значения с передаваемыми значениями от ГИ и подсчитывают соответственно количество пропусков сигнала и количество ложных тревог, вычисляя при этом их вероятности. После этого вероятности пропуска сигнала и ложной тревоги суммируются, для получения общей вероятности ошибки, которая отображается на индикаторе (ИО). На рис. 6.2 приведен имитационно-моделирующий комплекс в програмном пакете MATLAB.

рис. 6.2

На следующих рисунках (рис.6.3, рис.6.4, рис.6.5, рис.6.6, рис.6.7) приведены осциллограммы сгенерированных радиоимпульсов при различных параметрах формы:

Чтобы гарантировать достоверность производимых измерений при воздействии узкополосных и прицельных помех, необходимо испытать комплекс. Испытание заключалось в проверке теории, изложенной в разделе 2, согласно которой вероятность правильного обнаружения полностью известного сигнала при воздействии только АБГШ зависит только от энергии сигнала и не зависит от формы сигнала.

В качестве обнаруживаемых сигналов использовались радиоимпульсы со следующими характеристиками:

В качестве решающего правила использовался критерий Неймана-Пирсона, так как кривые обнаружения в известной автору литературе не были найдены кривые обнаружения, найденные с использованием критерия идеального наблюдателя, поэтому, чтобы проверить независимость вероятности правильного обнаружения от формы сигнала, использовались кривые, найденные по критерию Неймана - Пирсона.

Испытания проводились при равных априорных вероятностях наличия и отсутствия сигнала, а также равных энергиях. Чтобы использовать критерий Неймана - Пирсона была задана фиксированная вероятность ложной тревоги, при которой, изменяя отношение сигнал-шум, была вычислена вероятность правильного обнаружения. Результаты испытаний приведены в следующих таблицах.

Результаты для Рлт=0.5

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.501	0.500	0.500	0.500	0.500	0.500	0.501
1	0.832	0.834	0.831	0.831	0.834	0.833	0.834
2	0.951	0.950	0.950	0.950	0.950	0.951	0.951
3	0.993	0.992	0.992	0.992	0.992	0.992	0.992
4	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998
5	1	0.999	0.999	0.999	0.999	0.999	0.999
6	1	1	1	1	1	1	1

Результаты для Рлт=0.1

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.102	0.101	0.100	0.100	0.100	0.100	0.101
1	0.401	0.401	0.400	0.400	0.400	0.401	0.403
2	0.801	0.801	0.80	0.800	0.800	0.801	0.802
3	0.944	0.943	0.943	0.943	0.943	0.944	0.944
4	0.995	0.994	0.994	0.994	0.994	0.994	0.996
5	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998
6	1	1	1	1	1	1	1

Результаты для Рлт=0.01

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
1	0.151	0.150	0.150	0.150	0.150	0.151	0.152
2	0.401	0.400	0.400	0.400	0.400	0.401	0.401
3	0.796	0.796	0.796	0.796	0.796	0.796	0.796
4	0.946	0.947	0.946	0.946	0.946	0.947	0.948
5	0.996	0.995	0.995	0.995	0.995	0.996	0.996
6	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998	0.998

Результаты для Рлт=0.001

	l=0.01	l=0.1	l=0.5	l=1	l=2	l=10	l=100
0	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001
1	0.025	0.024	0.024	0.024	0.024	0.024	0.025
2	0.189	0.189	0.189	0.189	0.189	0.189	0.190
3	0.481	0.480	0.480	0.480	0.480	0.480	0.482
4	0.810	0.810	0.810	0.810	0.810	0.810	0.811
5	0.961	0.960	0.960	0.960	0.960	0.960	0.961
6	0.991	0.991	0.991	0.991	0.991	0.991	0.991

Сравнивая полученные кривые обнаружения. с кривыми, представленными на рис , взятыми из [10] заключаем, что кривые совпадают и форма сигнала действительно не влияет на вероятность правильного обнаружения при воздействии АБГШ.

Выводы

1. Подтверждено общеизвестное положение о независимости вероятности правильного обнаружения от формы сигнала, а зависимости только от его энергии при воздействии АБГШ.

2. созданный имитационно-моделирующий комплекс построен верно и позволяет получить достоверные результаты измерений.

Теперь перейдем непосредственно к экспериментальным исследованиям.

7. Экспериментальное исследование алгоритмов обнаружения радиоимпульсов с эллипсными несущими и полностью известными параметрами в помехах при корреляционном приеме

7.1 При воздействии узкополосной помехи

Производится сравнение помехоустойчивости синусоидального сигнала с селиусоидальными сигналами при действии узкополосной шумовой помехи (УП). При моделировании использовались синусоидальный сигнал и селиусы с 5 разными .

Узкополосная шумовая помеха представляет собой случайный процесс с равномерной спектральной плотности мощности в полосе частот, которая занимает только часть спектра сигнала. При этом предполагается, что спектральной плотности мощности УП много больше спектральной плотности мощности тепловых шумов приемника.

В Приложении распределения без сигнала показано, что распределение СВ на выходе корреляционного приемника (КП) имеет гауссовское распределение. Причем СКО у селиуса с =100 значительно меньше чем у селя с =0.01 и синусоиды.

Сначала было исследовано воздействие УП с полосой частот 120 МГц при отношении сигнал/шум равным 2. В качестве обнаруживаемых сигналов использовались радиоимпульсы со следующими характеристиками:

В качестве решающего правила использовался критерий идеального наблюдателя. Радиоимпульсы имели такой же вид, как и в предыдущих испытаниях.

В ходе эксперимента были вычислены гистограммы распределений случайно величины на выходе интегратора при наличии и отсутствии сигнала.

Из рисунка видно, что СКО случайных величин на выходе интегратора значительно меньше чем при том же отношении сигнал/шум применительно к АБГШ. Причем для селиуса с =100 можно выбрать порог при котором вероятность ложной тревоги будет практически равна нулю, а ошибка обнаружения будет значительно меньше чем для остальных селиусов и синусоиды.

Результаты зависимости вероятности ошибки от параметра формы при ширине полосы частот УП равной 120 МГц приведены в табл.

l	0.01	0.1	0.5	1	2	10	100
	0.070	0.09391	0. 01	0.12	0. 0939	0.063	0.013

Из представленных ранее спектров видно, что для селей с большая часть энергии приходится на первые три гармоники спектра сигналов, и лишь для селиуса с =100 доля остальных гармоник в энергии сигнала - значительна. Исходя из этих заключений, будет полагаться, что наиболее эффективная УП должна перекрывать именно эти 3 гармоники: 1-я гарм. на 100МГц, 2-я на 290 МГц, 3-я на 490 МГц. Выбираем ширину УП равной 500 МГц.

Результаты проведенных измерений при ширине полосы частот УП равной 500 МГц, приведены в табл.

табл.

l	0.01	0.1	0.5	1	2	10	100
	0.09191	0.1020	0.1100	0.133	0.108	0.0819	0.027

Также были проведены измерения при ширине полосы частот УП равной 4 ГГц, результаты по которым приведены в табл., а гистограмма показана на рис.

l	0.01	0.1	0.5	1	2	10	100
	0,100	0,112	0,117	0,133	0,120	0,093	0,033

Теперь рассмотрим действие усиленной УП при отношении сигнал-шум к узкополосной помехе .

l	0.01	0.1	0.5	1	2	10	100
	0,733	0,741	0,746	0,760	0,743	0,715	0,519

Рассмотрим действие УП вместе АБГШ приемника. Отношение сигнал-шум к узкополосной помехе , а к белому шуму

l	0.01	0.1	0.5	1	2	10	100
	0,745	0,753	0,758	0,772	0,755	0,727	0,531

Из результатов видно, что при УП селиусоидальные сигналы более помехоустойчивы по сравнению с синусоидой. Наибольший выигрыш в помехоустойчивости наблюдается в селиуса с l =100, что подтверждается тем, что у него эффективная ширина спектра наибольшая из всех рассматриваемых вариантов.

Вывод

1. Селиусоидальные сигналы более помехоустойчивы по сравнению с синусоидой. Таким образом, ставится вопрос о практическом применении селиусных сигналов при воздействии УП.

Перейдем к выяснению самого важного вопроса, а именно как ведут себя селиусоидальные сигналы при воздействии прицельной помехи.

7.2 При воздействии прицельной помехи

Производилось сравнение помехоустойчивости синусоидального сигнала с селиусоидальными сигналами при действии прицельных шумовых помех (ПП). При моделировании использовались синусоидальный сигнал и селиусы с 7 разными . При моделировании было учтено что, так как мощность прицельных помех для всех сигналов одинакова, то ширина полосы, занимаемой ПП пропорциональна эффективной ширине спектра сигнала, а спектральная плотность мощности ПП - обратно пропорциональна эффективной ширине спектра сигнала. 5 кВт, 25 кВт, 125 кВт

Вычисления проводились при трех отношениях мощностей сигнала и помехи:

, .

Полученные результаты приведены в табл.

l	0.01	0.1	0.5	1	2	10	100
	0,6	0, 7571	0, 8571	0, 8429	0, 7714	0, 6857	0, 01429
	0,905	0,962	0,976	0,980	0,970	0,952	0,167
	0,983	0,992	0,995	0,997	0,992	0,990	0,726

Выводы

1. При воздействии ПП селиусоидальные сигналы также более помехоустойчивы по сравнению с синусоидой.

2. Наилучшими селиусоидальными сигналами для борьбы с ПП при возможных больших амплитудах сигналов являются сигналы с параметром формы , а при наличии ограничений на амплитуду передаваемого сигнала, наилучшим является селиус с параметром формы .

3. Таким образом, ставится селиусоидальные сигналы могут использоваться в радиоаппаратуре при воздействии ПП.

8. Безопасность жизнедеятельности

Данная дипломная работа посвящена разработке и исследованию алгоритмов обнаружения сигналов с эллипсными несущими с использованием имитационно-моделирующего комплекса. Вся деятельность по дипломной работе связана с работой на ноутбуке. Поэтому головным событием является отказ работы ноутбука.

Для представления о возможных причинах отказов составлена древовидная структура «Отказ работы генератора» (Рис.6.1). Также проведен анализ причин и последствий основных событий, являющихся причинами возникновения головного события. Разработаны профилактические мероприятия во избежание возникновения данных событий (Табл. 6.1).

Рис.8.1. Древовидная структура: «Отказ работы генератора».

Таблица 8.1. Таблица причин и последствий основного события отказа устройства.

Событие	Причины	Последствия	Меры безопасности	Действия
Неправильная эксплуатация ноутбука	? Осаждение пыли на внутренних элементах; ? Перекрытие вентиляционных отверстий; ? Работа от нестабильного источника электропитания. ? Использование ноутбука возле водных источников, во время грозы при включенном модеме, использующем телефонную сеть.	? Поломка элементов; ? Выход из строя ноутбука; ?Отключение ноутбук.	? Следить за чистотой элементов; ? Установить все части ноутбука согласно инструкции; ? Проверять стабильность электропитания; ? Соблюдение правила эксплуатации.	? Установить причину отказа ноутбук а; ? Обеспечить хороший доступ воздуха к вентиляционным отверстиям; ? Отремонтировать или заменить систему электропитания.
Механическое повреждение кабеля, идущего от сети электропитания	? Перетирание провода; ? Перегиб провода; ? Разрыв провода; ? Неправильная эксплуатация.	? Вынужденная остановка; ? Создание ЧС; ? Создание аварийной ситуации; ? Ремонтные работы; ? Финансовые затраты;	? Своевременное прохождение ТО; ? Соблюдение правила эксплуатации; ? Качественный монтаж.	? Обесточить ноутбук ; ? Заменить провод.
Выход из строя внутренних элементов ноутбука, вследствие электрического пробоя	? Неисправности в питающем устройстве; ? Скачок напряжения или тока в сети; ? Осаждение на микросхемах пыли; ? Коррозия; ?Пролив жидкостей.	? Вынужденное прекращение работы ноутбука; ? Поломка микросхем; ? Необходимость ремонтных работ; ? Финансовые затраты. ? Полная замена устройства при не ремонтопригодности; ? Потеря времени; ? Нарушение распорядка дня; ? Убытки из-за опозданий.	? Своевременное прохождение ТО; ? Содержание в исправном состоянии питающего устройства; ? Использование запчастей только от проверенных производителей; ? Соблюдать условия эксплуатации ноутбука.	? Отключить ноутбук от сети электропитания; ? Произвести ремонтные мероприятия: заменить поврежденные компоненты, либо устройство в целом, если ремонт нецелесообразен.
Выход из строя внутренних элементов ноутбука, вследствие их перегрева	? Отказ работы внутреннего вентилятора; ? Осаждение на микросхемах пыли; ? Заполнение пылью вентиляционных проходов.	? Отсутствие изображения на матрице ноутбука; ? Выход из строя микросхемы «Южный мост»; ? Выход из строя микросхемы видеокарты; ? Выход из строя процессора; ? Выход из строя блока питания	? Следить за состоянием аппаратных частей ноутбука; ? Своевременно устранять любые неисправности; ? Соблюдать условия эксплуатации ноутбука; ? Не допускать перегревания ноутбука.	? Установить причину неисправности ноутбука; ? Отремонтировать неисправный элемент, узел, блок; ? При невозможности ремонта установить новый элемент, узел, блок.
Невозможность загрузки операционной системы..	?Заражение ноутбука вирусами ?Образование побитой области жесткого диска	? Частичный или полный выход из строя жесткого диска; ? Невозможность загрузки операционной системы. ? Невозможность проводить исследования; ? Невозможность загрузки операционной системы.	? Соблюдение правил эксплуатации; ? Транспортировка в специальных сумках; ? Установка антивирусной системы.	? Замена жесткого диска; ? Обмен местами дисков C и D. ? Очистка ноутбука от вирусов.

9. Экономика

9.1 Основные положения

Экономика -- наука, совокупность знаний о хозяйстве и связанной с ним деятельности людей, об использовании разнообразных, чаще всего ограниченных, ресурсов в целях обеспечения жизненных потребностей людей и общества; об отношениях, возникающих между людьми в процессе хозяйствования. [1].

Экономический раздел имеет свое четко определенное место и значение в общей структуре дипломной работы, представляющую заключительный этап учебного процесса, на котором происходит окончательное формирование грамотного инженера специалиста.

Проводимое в экономическом разделе обоснование придает общую законченность дипломной работе, позволяет получить более глубокое объемное представление об объекте разработки, повысить уровень восприятия проблемы, связать воедино технические и экономические аспекты решаемой задачи и с этой позиции оценить проводимую работу в комплексе с окружающей экономической средой, и в результате добиться максимальной полноты и четкости технико-экономической проработки проекта и в конечном итоге повысить качество и, следовательно, конкурентоспособность разрабатываемого продукта и возможность его практической реализации.

Как инструмент для анализа и принятия решений, экономическое обоснование дает возможность сделать окончательную оценку значимости и приемлемости принятых технических решений и целесообразности разработки в целом и в конечном итоге позволяет наиболее эффективным образом осуществить инвестирование денежных средств и предотвратить возможность их нерентабельного использования и потери. [2].

Экономическая часть дипломного проекта выполняется с целью:

- развития экономического мышления у студентов технических специальностей;

- закрепление теоретических знаний, полученных студентами в процессе изучения дисциплины «Экономика»;

- углубления и закрепления практических навыков при самостоятельной работе над решением экономических и технических задач;

- развитие творческих способностей;

- умение пользоваться технической, нормативной и справочной литературой;

- систематизации, закрепления и расширения теоретических и практических знаний в области экономики, маркетинга, организации и управления производством и применение этих знаний для технико-экономического обоснования дипломной работы; [3].

9.2 Краткая характеристика работы и ее назначение

Данная дипломная работа посвящена разработке и исследованию алгоритмов обнаружения сигналов с эллипсными несущими. Разработка и исследование данных алгоритмов проводится с помощью имитационно-моделирующего комплекса.

9.3 Формирование затрат при проведении исследований на имитационно-моделирующем комплексе

Расчеты затрат на проведение моделирования проводятся в следующей последовательности:

* определяется полный перечень работ;

* определяется трудоемкость работ;

* распределяются работы между исполнителями;

* определяется длительность цикла выполнения этапов;

* определяются затраты и составляется смета.

9.4 Расчет трудоемкости и затрат на проведение исследования

Наиболее сложной и ответственной частью при планировании НИР является расчет трудоемкости работ, так как трудовые затраты часто составляют основную часть стоимости НИР и непосредственно влияют на сроки разработки.

Трудоемкость работ складывается из трудоемкости разработки и утверждения технического задания, проведения теоретических исследований (подбора и изучения литературы по теме), проведения исследования (моделирования), внесения корректив, составления чертежей (плакатов) [4].

Трудоемкость разработки плакатов можно определить по существующим нормативам с учетом групп новизны и сложности. В нашем случае группа новизны А-проектирование по имеющимся образцам существующих сборочных единиц, схем, деталей. Группа сложности I-детали простых геометрических форм небольших габаритов, требующие элементарные расчеты. Всего будут оформлены 8 плакатов, все теоретические. Их трудоемкость составляет 2 часа.

Тогда общая трудоемкость выполнения плакатов будет составлять:

На остальные работы при укрупненных расчетах можно воспользоваться нормативами на проектно-конструкторские работы с учетом групп новизны, сложности и их удельным весом в общей продолжительности НИР:

Таблица 2.1. Определения перечня работ и трудоемкости всех исполнителей

Вид работ	Исполнитель	Трудоемкость (чел/часов)
Создание технического задания на проект	Руководитель	5
Консультация по проекту	Руководитель	80
Уточнение технического задания	Разработчик	10
Создание имитационно-моделирующего комплекса	Разработчик	500
Обзор необходимой литературы	Разработчик	150
Проведение экспериментов	Разработчик	300
Доработка проекта	Разработчик	30
Изготовление плакатов	Разработчик	72
Консультация по экономике	Консультант	20
Консультация по БЖД	Консультант	10
Итого: 1177

Общая трудоемкость равна:

.

На основе рассчитанной трудоемкости определяем эффективный фонд времени разработчика, ч.

где - трудоемкость работ разработчика:

Кв - коэффициент выполнения норм (на стадии проектирования принимается 1,0).

Отсюда количество рабочих дней:



где коэффициент плановых потерь времени ();

- продолжительность рабочего дня.

Количество рабочих месяцев:

9.4 Общие затраты на проектирование (проведение моделирования)

где

* Зосн.раз. - основная заработная плата разработчика,

* Здоп.зар - дополнительная заработная плата всех исполнителей,

* Зотч.зар - отчисления на социальные нужды всех исполнителей,

* Зрук - заработная плата консультанта по проекту,

* Зэкон. - заработная плата консультанта по экономике,

* Збжд - заработная плата консультанта по БЖД,

* Змаш.вр. - затраты на машинное время,

* Зканц ? затраты на канцелярские товары,

* Зэл ? затраты на электроэнергию.

где Ч - численность исполнителей, чел.

С - часовая тарифная ставка (выводится из месячной тарифной ставки приложение 1,2 методики), руб.

Основная заработная плата разработчика:

где Траб.раз - трудоемкость разработчика, час;

СчрРаз - часовая тарифная ставка разработчика, руб.

Дополнительная заработная плата разработчика:

где qдоп ? норматив дополнительной заработной платы (qдоп=30%)

Отчисления на социальные нужды:

где qотч - норматив отчислений на социальные нужды, 26%.

Из них: - 20% - в Пенсионный фонд;

- 3.1% - обязательное медицинское страхование;

- в федеральный фонд 1.1%;

- в территориальный фонд 2%

- 2.9% - Соц. страх

Заработная плата руководителя проекта:

За полный рабочий месяц консультант по проекту (профессор) должен отработать 80 часов и получить за это 20000. Тарифная ставка за час работы:

руб.

где - трудоемкость руководителя, час.;

- часовая тарифная ставка руководителя, руб.;

руб.

Дополнительная заработная плата руководителя:

где qдоп ? норматив дополнительной заработной платы (qдоп=30%)

Отчисления на социальные нужды:

где qотч - норматив отчислений на социальные нужды, 26%.

Заработная плата консультанта по экономике:

За полный рабочий месяц консультант по экономике (профессор) должен отработать 16 часов и получить за это 4000. Тарифная ставка за час работы:

руб.

где - трудоемкость консультанта по экономике, час.;

- часовая тарифная ставка консультанта по экономике, руб.;

руб.

Дополнительная заработная плата консультанта по экономике:

где qдоп ? норматив дополнительной заработной платы (qдоп=30%)

Отчисления на социальные нужды:

где qотч - норматив отчислений на социальные нужды, 26%.

Заработная плата консультанта по БЖД:

За полный рабочий месяц консультант по БЖД (доцент) должен отработать 8 часов и получить за это 2000. Тарифная ставка за час работы:

руб.



где - трудоемкость консультанта по БЖД, час.;

- часовая тарифная ставка консультанта по БЖД, руб.;

руб.

Дополнительная заработная плата консультанта по БЖД:

где qдоп ? норматив дополнительной заработной платы (qдоп=30%)

Отчисления на социальные нужды:

где qотч - норматив отчислений на социальные нужды, 26%.

Таблица 2.2. Заработная плата исполнителей.

Исполнитель	Трудоемкость (чел/час)	Должностной оклад (руб.)	Общая зарплата за 1 месяц (руб.)	Общая зарплата за 7.76 месяца (руб.)
Руководитель проекта	85	20000		27630
Разработчик	1092	12000		283900
Консультант по экономике	20	5000	838	6500
Консультант по БЖД	10	4000	419	3250
ИТОГО: 321300

Затраты на электроэнергию:

Затраты на электроэнергию при проектировании определяются

где Мэл ? мощность электрооборудования, кВт,

Тэл ? тариф электроэнергии, кВт/ч.

Согласно техническому паспорту ЭВМ Мэл = 0,2 кВт.

Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии Тэл = 2.88 руб.

- количество часов работы ЭВМ.

Амортизационные отчисления:

Амортизационные отчисления рассчитываются согласно ст.257 Постановления правительства от 15.01.02 г. следующим образом.

- Берется стоимость основных средств, в т.ч. вычислительной техники (первоначальная стоимость, восстановительная стоимость, действительная стоимость) (Сосн.ср).

- Учитывается срок службы (Сс).

Амортизация рассчитывается по формуле:

руб.

на ЭВМ:

Аг=20000/5=4000 руб/год

или

Ам=4000/12 = 333руб/месяц

Так как количество рабочих месяцев 7.76, а время работы на ЭВМ составляет 5 часов в день, то амортизация составит

за все время проектирования.

Срок полезного использования определяется по группам основных средств:

-техника электронно-вычислительная, персональные компьютеры, печатающие устройства ЭВМ, сетевое оборудование, локальные ЭВМ. 3-5 лет.

Затраты на машинное время:

Они рассчитываются по формуле:

где Тм.вр. - время выполнения работ на ЭВМ, час.

Цм.вр. - цена одного часа машинного времени, руб.

Найдем время выполнения работы на ЭВМ. Количество рабочих месяцев на ЭВМ 7.76 месяца. С учетом выходных в месяце 22 рабочих дня, а на каждый рабочий день приходится по 5 часов работы на ПЭВМ отсюда следует, что

где МрЭВМ - количество рабочих месяце на ЭВМ;

Др - количество рабочих дней;

ВрЭВМ - количество рабочих часов на ЭВМ.

Из Тм.вр = 60 часов приходится на Интернет (цена 1 часа Интернета 1 руб.)

где Вринт - время работы в Интернете;

Ттрф - цена 1 часа работы в Интернете.

Цена одного часа машинного времени рассчитывается с учетом затрат на электроэнергию Зэл = руб., интернет и амортизационные отчисления Ам = руб.:

Затраты на канцелярские товары:

Расчет ведется по формуле:

где КМi- количество материалов, кг; м;

ЦМi - цена за единицу материала, руб.;

m - количество наименований материалов;

Данные заносятся в таблицу 2.3:

Таблица 2.3.Затраты на канцелярские товары.

№	Наименование материала	Расход материала	Цена за единицу, руб.	Общая сумма затрат на материалы, руб.
1	Бумага (500 л/уп.)	1 уп.	200	200
2	Ручка	3 шт.	10	30
3	Карандаш	3 шт.	10	30
4	Линейка	1 шт.	30	30
5	Ластик	1 шт.	10	10
6	Степлер	1 шт.	50	50
7	Ватман	8 листов	20	160
8	Флешка	2 шт.	1000	1000
Итого: 1510

Затраты на материалы рассчитываются с учетом транспортно-заготовительных расходов, которые составляют 3% от их стоимости.

,

В итоге получим, что общие затраты на конструкторские разработки составят следующую сумму:

9. Заключение

В ходе выполнения дипломной работы были изучены радиофизические свойства селиусоидальных колебаний. Теоретически была обоснована помехоустойчивость селиусоидальных колебаний при воздействии УП и ПП, заключающаяся в широкой полосе самих несущих колебаний. Экспериментально подтверждена высокая помехозащищенность как по отношению к широкополосным, так и узкополосным помехам. При выполнении обзора литературы были найдены многие виды ШПС. Методы получения этих ШПС могут быть использованы для модуляции эллипсных несущих колебаний, преумножая и расширяя их достоинства.

К преимуществам селиусоидальных сигналов относится возможность приема и обработки ШПС при отношениях сигнал/помеха много меньших единицы; высокая помехозащищенность как по отношению к широкополосным, так и узкополосным помехам; одновременная работа всех абонентов в общей полосе частот; высокая энергетическая и структурная скрытность сигнала; возможность регулирования характеристик сигнала изменением определенным образом формы самого несущего колебания.

К недостаткам селиусоидальных сигналов относится их небольшая энергия при больших значениях параметра формы Это ограничение преодолевается путем повышения амплитуды передаваемого сигнала. Генерирование таких сложных сигналов затруднительно аналоговыми средствами, но практически реализуемо с помощью цифровой техники, хотя и потребует дополнительных вычислительных мощностей; применение сложных и дорогостоящих устройств обработки, в частности, согласованных фильтров с селиусоидальными сигналами.

Наилучшими селиусоидальными сигналами для борьбы с ПП при возможных больших амплитудах сигналов являются сигналы с параметром формы , а при наличии ограничений на амплитуду передаваемого сигнала, наилучшим является селиус с параметром формы . Таким образом, ставится вопрос о развитии инженерных приложений селиусоидальных сигналов, в особенности при воздействии ПП.

10. Список литературы, использованной при выполнении дипломной работы

1. Белов СВ., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для ВУЗов-7-е изд., стер.- М: Высшая школа, 2007,-616с.

2. Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985. - 384 с.

3. Гараев Р.И., Зайдуллин А.А., Нуруллин Э.Э. Разнообразие форм и радиофизические свойства пятипараметрического обобщения гармонического колебания. Сборник международной молодежной конференции «XXI Туполевские чтения (школа молодых ученых)» 19 -21 ноября 2013 г.

4. Дмитриев Владимир, Технология передачи информации с использованием сверхширокополосных сигналов UWB. Журнал «Компоненты и технологии». -2003. - №9.

5. Имореев. И. Я.Сверхширокополосные радары. Особенности и возможности. Журнал «Радиотехника и электроника». - 2009. - №1.

6. Кузовников, А. В. Исследования свойств модулирующих функций с негармонической несущей / А. В. Кузовников, А. Л. Дерябин // Успехи современной радиоэлектроники. - 2012. - № 12. - С. 47-52.

7. М.К.Насыров, Ю.С.Дровников, Э.Д.Касимова, Г.Ф.Мингалеев , М.А. Горбатова «Организационно-экономическая часть курсового и дипломной работы. Расчет затрат на проектирование» учебно-методическое пособие, КГТУ им. А.Н.Туполева 2002г.

Методические указания по выполнению экономического раздела дипломного проекта. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 31с.

8. Организационно-экономическая часть курсового и дипломного проекта. Расчет затрат на проектирование: учеб.-метод. пособие / Г.Ф.Мингалеев, М.А. Горбатова, Ю.С.Дровников, Надреева Л.Л., Зибрева Е.М. - Казань: КГТУ им А.Н. Туполева, 2010. - 104 с.

9. Руководство пользователя ноутбука ASUS K40AB.

10. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1983. - 320 с.

11. Тузов Г. И. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985. - 264 с.

12. Ч.И Мастюков, Ш.Ч. Мастюков, Р.И. Гараев «Эллипсная функция как обобщенная однозначная аналитическая тригонометрическая функция». Казань, 2010г. 50с..

13. Ширман Я. Д. Теоретические основы радиолокации. Учебное пособие для вузов. М., изд-во «Советское радио», 1970, стр. 560.

14. Экономика: учебник для вузов / под ред. И.В. Липсиц. - М.: Омега-Л, 2006. - 656 с.

15. Экономический раздел дипломного проекта: Методические указания. Степанов В.П., - М.: МГУПИ, 2012. - 54 с.

16. Экономическое обоснование проектных решений:

17. Сайт ОАО «Конструкторское бюро опытных работ» : uwbsel.ru

18. Сайт Московского Авиационного института : http://uwbsel.ru.

19. Сайт специализированной сети продажи и обслуживания ноутбуков - http://www.notik.ru/.

Размещено на Allbest.ru