ВЕСТНИК АСТРАХАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА

Рассмотрена возможность модернизации устройства известной авиационной радиостанции с целью повышения помехоустойчивости радиосвязи. Важным фактором обеспечения безопасности полетов является наличие бесперебойной помехоустойчивой радиосвязи между бортом самолета и авиадиспетчером. Радиостанция обеспечивает голосовую (телефонную) связь и телекодовую цифровую связь, при этом голосовая информация передается в аналоговом формате, что становится причиной наличия радиопомех, вносящих искажения в передаваемые сообщения. Повышение помехоустойчивости может быть достигнуто путем передачи голосовой информации в цифровом виде, при этом могут быть применены специальные меры помехозащиты, характерные только для цифровой передачи. В качестве таких мер может применяться помехоустойчивое кодирование и псевдослучайная программная перестройка частоты. Поставлена задача - исследовать возможность модернизации известной авиационной радиостанции при минимальных изменениях ее схемы. Предложен способ организации цифровой радиосвязи при доработке авиационной радиостанции, выпускаемой промышленностью. Формирование цифрового речевого сигнала в данном случае осуществляется с помощью ресурсов радиостанции, применяемых для передачи телекодовой информации. Скорость передачи информации увеличивается с 16 до 128 кбит/с, что приводит к увеличению девиации частоты и, как следствие, расширению спектра сигнала. Проведена оценка помехоустойчивости системы исходя из дальности связи 100 км: определена мощность сигнала, соотношение сигнал/шум, спектральная плотность шума на входе приемника, коэффициент направленного действия передающей антенны. По результатам расчетов сделан вывод, что в результате внедрения предложенных мероприятий будут достигнуты многократное умножение требуемой мощности передатчика помех и значительное повышение помехоустойчивости системы радиосвязи.

Рассмотрен вопрос качества аудиосигнала во время проведения видеоконференций. Описано влияние шумов на качество и разборчивость речевого сигнала. Проведен анализ процесса шумоподавления в аудиосигнале в реальном времени. Выделены основные проблемы, возникающие при цифровой обработке аудиосигнала в реальном времени. Рассмотрены основные методы шумоподавления и выявлены недостатки классических методов. Сформулирована проблема устранения шумов с переменной полосой частот классическими методами шумоподавления. Обоснована необходимость создания гибридной методики шумоподавления с использованием методов машинного и глубокого обучения для устранения как статичных шумов, так и шумов со сложной и переменной спектральной характеристикой. Выделены основные подходы к решению задачи шумоподавления в реальном времени, а именно подход с распознаванием и устранением шумов и подход с распознаванием голоса и устранением звуков, отличающихся от речевого сигнала. Описан алгоритм шумоподавления на основе подхода с распознаванием и устранением шумов. Предложена оптимизация алгоритма путем разложения спектра входного сигнала согласно шкале Барка. Предложена рекуррентная нейронная сеть в качестве инструмента для реализации алгоритма шумоподавления. Определены форматы входных и выходных данных нейронной сети, а также формат обучающих данных. Описана модель корректировки параметров и правил для возможности адаптации алгоритма шумоподавления к специфичным условиям эксплуатации. Предложена гибридная методика шумоподавления, комбинирующая классические методы шумоподавления и методы, основанные на рекуррентной нейронной сети. Разработана схема гибридной методики. Предложен способ тестирования эффективности методики шумоподавления.