Информация через шум

Работы по созданию аппаратуры для радиолокаторов со сложным сигналом проводятся в Новгороде уже более 25 лет. Еще в начале восьмидесятых сотрудниками Новгородского политехнического института был сделан большой вклад по разработке радиолокационных систем с шумоподобным сигналом. Именно поэтому в 1987 году на базе Политехнического института была создана отраслевая научно-исследовательская лаборатория Минсудпрома СССР "Морская радиолокация", руководителем которой стал кандидат технических наук, старший научный сотрудник В.Е. Гантмахер.

Но после распада СССР финансирование отраслевой лаборатории было прекращено, а ее сотруднки были объеденены в научно-исследовательскую лабораторию цифровой обработки сигналов, созданной по инициативе В.Е. Гантмахера, поддержанной ректором НовГУ В.В. Сорокой. На сегодняшний день НИЛ ЦОС считается одним из самых крупных, эффективно работающих подразделений НовГУ. С 1991 года, после избрания В.Е. Гантмахера проректором по научной работе, руководит лабораторией кандидат технических наук, доцент Д.В. Чеботарев. Он и рассказывает о деятельности лаборатории в настоящее время:

- Тематика, которая пошла от совместных работ с ЛЭТИ, до сих пор является основной для лаборатории. Главные направления деятельности это: применение сложных дискретно-кодированных сигналов, оригинальные теоретические разработки по анализу, синтезу и обработке радиолокационных сигналов.Те сигналы, которые исследуют в нашей лаборатории, отличаются от сигналов обычных импульсных локаторов, которые сейчас везде применяются. Мы занимаемся шумоподобными сигналами, главное отличие которых в том, что сигнал похож на шум. В системах радиолокации, гидролокации, навигации, связи и передачи информации шумоподобные сигналы позволили разрешить противоречие между разрешающей способностью и дальностью действия систем, повысить эффективность использования радиодиапозона, улучшить экологию в зоне действия радиоизлучателей и т.д. Здесь много преимуществ, но много и трудностей. Так как это сложный сигнал, его сложно обнаружить и трудно обрабатывать.Объектом наших исследований и разработок служат алгоритмы, которые реализуются на специализированном процессоре, работающем в реальном масштабе времени. Что такое реальный масштаб времени? Это масштаб, в котором требуется обработать сигнал в том темпе, в котором он поступает, без пропусков и существенных задержек. В обычных условиях время обработки не имеет большого значения. Например, вам нужно обработать звук либо изображение. Вы можете этот сигнал записать на компакт-диск или винчестер, а потом с обработкой можно не спешить. Это нереальный масштаб времени. Напротив, в реальном масштабе времени недопустимы задержки. Также важно за время поступления новой порции сигнала успеть обработать предыдущую. А если вы промедлили, то результаты обработки будут уже никому не нужны. Отсюда и очень высокие требования.

Для обработки сигналов в нашей лаборатории используются две современные элементные базы. Это так называемые сигнальные процессоры, специально ориентированные для обработки сигналов, а также микросхемы программируемой логики, которые обеспечивают гибкую аппаратную поддержку. Такие микросхемы работают не так, как обычные. Функции обычной микросхемы заранее определены, а микросхема программируемой логики может изменять свою архитектуру и выполняемые функции в любой момент после включения. Для этого по специальной команде необходимо произвести ее загрузку, то есть программирование. Проектирование устройств на базе микросхем гибкой логики производится с помощью специальных алгоритмических языков, подобно тому как программист разрабатывает программы для компьютера на универсальных или специализированных языках программирования.

Конечно, это не революционные способы обработки цифровых сигналов. Но мы надеемся, что в своей области находимся не на последних позициях. В основном наша лаборатория ориентирована на разработку аппаратуры и методов формирования и обработки сигналов. В небольших количествах изготавливаем эту аппаратуру - экспериментальные или опытные образцы, но позиционируем себя больше как разработчики. Среди наших заказчиков - ведущие предприятия и научно-иследовательские центры России, которые специализируются на применении шумоподобных сигналов. Среди них: ЦНИИ "Гранит", ПО "Равенство" (Санкт-Петербург) - корабельное радиоборудование, ПО "Ленинец" (Санкт-Петербург), НИИ приборостроения (Жуковский) - авиационное радиооборудование.