Журнал «Системы управления, связи и безопасности»
(Systems of Control, Communication and Security)

Журнал «Системы управления, связи и безопасности» является рецензируемым научным электронным изданием (ISSN 2410-9916). Журнал зарегистрирован как сетевое издание в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР), свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 - 61239 от 03 апреля 2015 г. Основное содержание издания представляет собой научные статьи и научные обзоры.

Учредитель журнала - ООО «Корпорация «Интел Групп» (Санкт-Петербург).

Главный редактор: Макаренко Сергей Иванович.
Адрес: 197350, г. Санкт-Петербург, пр-кт Комендантский, д. 59, к. 2, стр. 1, кв. 204.
E-mail: sccs@intelgr.com
Телефон: +7 (931) 579-10-59.

Информация предназначена для лиц старше 12 лет.

Преимущества журнала:

• С 2017 года журнал на постоянной основе включен в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук, рекомендованный ВАК России.
  Журнал рекомендован ВАК для публикации основных результатов диссертаций, по научным специальностям: 1.2.2, 2.2.13, 2.2.14, 2.2.15, 2.3.1, 2.3.5, 2.3.6 и группе научных специальностей 6.0.0.
  Полный перечень научных специальностей, по которым журнал был рекомендован ВАК с 2017 г. и его ретроспективные изменения можно посмотреть здесь;
• журнал является высоко цитируемым изданием, отнесен ВАК к журналам научной категории К1, и в соответствии с рейтингом Sсince Index от РИНЦ за 2022 год имеет двухлетний импакт-фактор 1,917 и занимает среди российских периодических научных изданий:
  - 2-е место по тематике "Связь",
  - 3-е место по тематике "Военное дело",
  - 28-е место по тематике "Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства";
• объем статьи - до 50 страниц, количество цитируемых источников - без ограничений;
• для высокоцитируемых авторов - публикация бесплатна (подробно о стоимости здесь);
• публикация статей в открытом доступе с одновременной передачей полных текстов статей в наукометрические базы учета цитирования.

Периодичность выхода журнала 4 номера в год (без учета спецвыпусков).
Публикация в журнале является научным печатным трудом.

Текущий номер № 4 2023

Номер формируется. Ждем ваши статьи.

• Липатников В. А., Парфиров В. А.
  Структурно-параметрический метод защиты информационно-телекоммуникационной сети специального назначения в условиях информационного конфликта
  V. A. Lipatnikov, V. A. Parfirov
  Structural-parametric method of protection of information and telecommunication network of special purpose in the conditions of information conflict
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: опыт вооруженных конфликтов свидетельствует о существенном увеличении возможностей технической разведки по вскрытию информационно-телекоммуникационной сети (ИТКС) специального назначения (СН), что значительно повышает актуальность проблемы повышения их защищенности. Известные способы управления признаковым пространством ИТКС в интересах повышения защищенности обладают рядом ограничений, что не позволяет их в полной мере использовать для управления элементами ИТКС в условиях динамики развития конфликта. Динамическое управление структурными и функциональными параметрами элементов ИТКС целесообразно осуществлять на основе прогноза изменения частных показателей защищенности в процессе конфликта, при этом, временные и вероятностные показатели оцениваются с учетом изменений составляющих, оказывающих влияние на них. При управлении элементами ИТКС СН приоритет отдается управлению внутренними параметрами с учетом доступности ресурсов на каждом элементе. Целью работы является повышение защиты ИТКС СН в условиях информационного конфликта путем оперативного управления структурными и функциональными параметрами элементов. Задача работы заключается в разработке метода динамического управления параметрами элементов ИТКС СН с учетом изменения их разведывательной защищенности в условиях динамики изменяющейся обстановки. Используемые методы: решение задачи основано на совместном применении методов теории конфликта, теории системного анализа, теории множеств, теории управления, теории оптимизации, теории моделирования и комбинаторики. Новизна: предлагаемый метод является развитии теории методов управления ИТКС СН, элементы новизны представленного решения заключаются в использовании дополнительных исходных данных, учета данных прогнозирования динамики их изменения в процессе развития конфликта, что повышает точность оценки временных и вероятностных параметров защищенности при формировании модели изменений показателей защищенности элементов ИТКС СН, а также учете влияния применения выбранных действий при принятии решений по изменению структурных и функциональных параметров элементов в ходе информационного противоборства. Результат: использование предложенного метода позволяет повысить оперативность и обоснованность реагирования на изменение обстановки при управлении защищенностью ИТКС за счет контроля и прогнозирования текущих значений временных и вероятностных показателей, а также процесса выработки научно обоснованных решений по управлению структурными и функциональными параметрами элементов ИТКС СН. По результатам проведенного моделирования метода подтверждена его адекватность и расширенная функциональность. Практическая значимость: представленные прикладные результаты могут быть реализованы в виде специального программного обеспечения информационно-аналитических комплексов в системах поддержки принятия решений по защите ИТКС. Кроме этого, предложенный метод может найти применение при создании интеллектуальных систем управления нового поколения не только ИТКС, но и при проактивном управлении другими техническими системами, функционирующими в условиях информационного конфликта.
  • Purpose. Increasing the security of the special purpose information and telecommunication network (SP ITN) in the conditions of information conflict by operational management of structural and functional parameters of the elements. Methods. The solution of the problem is based on the joint application of methods of conflict theory, system analysis theory, set theory, control theory, optimization theory, modeling theory and combinatorics. Novelty. The proposed method is the development of the theory of management methods of SP ITN, the novelty elements of the presented solution consist in the use of additional source data, taking into account the data of forecasting the dynamics of their changes in the process of conflict development, which increases the accuracy of the assessment of time and probabilistic parameters of security when forming a model of changes in the security indicators of elements of SP ITN, as well as taking into account the impact of the selected actions when making decisions on changing the structural and functional parameters of elements during the information confrontation. Results. The use of the proposed method makes it possible to increase the efficiency and validity of responding to changes in the situation when managing the security of SP ITN by monitoring and predicting the current values of time and probabilistic indicators, as well as the process of developing scientifically sound solutions for managing the structural and functional parameters of the elements of SP ITN. Based on the results of the modeling of the method, its adequacy and extended functionality were confirmed. Practical relevance. The presented applied results can be implemented in the form of special software for information and analytical complexes in decision support systems for the protection of SP ITN. In addition, the proposed method can be used in the creation of intelligent control systems of a new generation, not only SP ITN, but also in the proactive management of other technical systems operating in conditions of information conflict.
• Ключевые слова / Key words
  • информационно-телекоммуникационная сеть, защищенность, управление, конфликт, алгоритм, динамика изменения, система мониторинга и разведки, управление ресурсами
  • information and telecommunication network, security, management, conflict, algorithm, dynamics of change, monitoring and intelligence system, resource management
• Ссылка на статью / Reference
  • Липатников В. А., Парфиров В. А. Структурно-параметрический метод защиты информационно-телекоммуникационной сети специального назначения в условиях информационного конфликта // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 105-156. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-105-156.
  • Lipatnikov V. A., Parfirov V. A. Structural-parametric method of protection of information and telecommunication network of special purpose in the conditions of information conflict. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 105-156. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-105-156 (in Russian).

---

• Коноваленко С. А.
  Методика оценивания функциональной устойчивости гетерогенной системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак
  S. A. Konovalenko
  Methodology for assessing the functional stability of a heterogeneous system for detecting, preventing and eliminating the consequences of computer attacks
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: в современных условиях информационного конфликта структурные элементы гетерогенной системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак функционируют в условиях деструктивных преднамеренных и непреднамеренных воздействий, направленных на нарушение их процесса функционирования и доступности и, как следствие, переводящих их в неустойчивое состояние, при котором они не обеспечивают эффективного решения поставленных перед ними задач. Одним из ключевых мероприятий, направленных на парирование или устранение последствий существующих деструктивных воздействий, является оперативное оценивание текущего уровня функциональной устойчивости функционирования рассматриваемого объекта. Анализ практических и теоретических аспектов в заданной предметной области свидетельствует о отсутствии комплексных технических решений, способных обеспечить автоматизацию исследуемого процесса, а имеющиеся научно-методические решения не учитывают особенностей построения и динамику функционирования заданного объекта оценивания в различных его режимах и в общем не применимы в выделенных условиях его эксплуатации. Целью работы является формирование единого структурированного подхода к повышению оперативности оценивания функциональной устойчивости функционирования гетерогенной системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак в штатном, усиленном и боевом режиме ее функционирования при деструктивных воздействиях, направленных на нарушение процесса функционирования и доступности ее структурных элементов, с учетом особенностей ее построения, как системно-динамической модели, посредством разработки соответствующего научно-методического аппарата. Используемые методы: решения задачи оценивания функциональной устойчивости функционирования рассматриваемого объекта в выделенных режимах и условиях с учетом особенностей его построения и динамики функционирования основано на использовании положений теории систем и системного анализа, методологии системно-динамического моделирования и аналитических методов (алгебраических выражений и логических условий). В качестве обобщенного показателя функциональной устойчивости функционирования рассматриваемого объекта на основе методов нормализации Севиджа и нормализации по заданному значению использовалась аддитивная свертка текущих значений частных показателей результативности, ресурсоемкости и оперативности процесса функционирования заданного объекта в выделенных условиях эксплуатации, рассчитанных с учетом их относительной значимости и применения концепции (критериев) пригодности. Новизна работы заключается в представлении рассматриваемого объекта в виде системно-динамической модели и в разработке системы ключевых показателей и аналитических связей между ними, позволяющих получить количественную оценку текущего уровня функциональной устойчивости функционирования заданного объекта в выделенных условиях и режимах с учетом особенностей его построения и динамики функционирования, а также обеспечивающих научно-технологический задел для оценивания его структурной, информационной и в целом динамической устойчивости. Результат: детально описана целенаправленная последовательность действий для получения количественной оценки текущего уровня функциональной устойчивости функционирования рассматриваемого объекта в выделенных условиях и режимах, позволяющая разработать соответствующую программную модель, обеспечивающую автоматизацию и повышение оперативности исследуемого процесса, а также в дальнейшем обоснованность принятия и реализации решения на управления заданным объектом. Практическая значимость: предлагаемая методика может быть использована при синтезе и практической реализации системы управления функционированием рассматриваемого объекта, способной обеспечить необходимый уровень эффективности объекта оценивания в определенном режиме его функционирования при деструктивных воздействиях, направленных на нарушение процесса функционирования и доступности его структурных элементов.
  • Purpose. The modern conditions of information conflict, the structural elements of a heterogeneous system for detecting, preventing and eliminating the consequences of computer attacks operate under conditions of destructive intentional and unintentional influences aimed at disrupting their functioning and availability and, as a consequence, transferring them to an unstable state in which they do not provide effective solutions to the tasks assigned to them. One of the key activities aimed at countering or eliminating the consequences of existing destructive influences is the rapid assessment of the current level of functional stability of the object in question. Analysis of practical and theoretical aspects in a given subject area indicates the absence of complex technical solutions capable of ensuring automation of the process under study, and the existing scientific and methodological solutions do not take into account the design features and dynamics of functioning of a given assessment object in its various modes and are generally not applicable in the selected conditions its operation. The aim of the work is to form a unified structured approach to increasing the efficiency of assessing the functional stability of the functioning of a heterogeneous system for detecting, preventing and eliminating the consequences of computer attacks in the normal, enhanced and combat mode of its operation under destructive influences aimed at disrupting the functioning process and the availability of its structural elements, taking into account features of its construction as a system-dynamic model, through the development of appropriate scientific and methodological apparatus. Methods used. Solving the problem of assessing the functional stability of the functioning of the object under consideration in selected modes and conditions, taking into account the peculiarities of its construction and dynamics of functioning, is based on the use of the principles of systems theory and system analysis, the methodology of system-dynamic modeling and analytical methods (algebraic expressions and logical conditions). As a generalized indicator of the functional stability of the functioning of the object under consideration, based on the methods of Savage normalization and normalization by a given value, an additive convolution of the current values of partial indicators of effectiveness, resource intensity and efficiency of the process of functioning of a given object in selected operating conditions, calculated taking into account their relative importance and application of the concept ( criteria) suitability. The novelty of the work lies in the presentation of the object under consideration in the form of a system-dynamic model and in the development of a system of key indicators and analytical connections between them, allowing to obtain a quantitative assessment of the current level of functional stability of the functioning of a given object in selected conditions and modes, taking into account the peculiarities of its construction and functioning dynamics, as well as providing a scientific and technological basis for assessing its structural, informational and generally dynamic stability. Result. A targeted sequence of actions is described in detail to obtain a quantitative assessment of the current level of functional stability of the operation of the object in question in the selected conditions and modes, allowing the development of an appropriate software model that ensures automation and increased efficiency of the process under study, as well as the further validity of making and implementing a decision to manage a given object. Practical relevance. The proposed methodology can be used in the synthesis and practical implementation of a control system for the functioning of the object under consideration, capable of ensuring the required level of efficiency of the object being assessed in a certain mode of its functioning under destructive influences aimed at disrupting the functioning process and accessibility of its structural elements.
• Ключевые слова / Key words
  • функциональная устойчивость, методика, система обнаружения компьютерных атак, системно-динамическая модель, деструктивные воздействия, показатель, критерий
  • functional stability, methodology, system of detecting computer attacks, system-dynamic model, destructive influences, indicator, criterion
• Ссылка на статью / Reference
  • Коноваленко С. А. Методика оценивания функциональной устойчивости гетерогенной системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 157-195. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-157-195.
  • Konovalenko S. A. Methodology for assessing the functional stability of a heterogeneous system for detecting, preventing and eliminating the consequences of computer attacks. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 157-195. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-157-195 (in Russian).

• Глушанков Е. И., Конторович В. Я., Караваев Д. А.
  Математическое моделирование сигналов в непрерывных каналах связи в форме стохастических дифференциальных уравнений
  E. I. Glushankov, V. Ya. Kontorovich, D. А. Karavaev
  Signal Modeling in Continuous Communictaion Channels in the Form of Stochastic Differential Equations
• Аннотация / Abstract
  • Актуальность. Разработка математических моделей сигналов в непрерывных каналах связи является необходимым этапом исследований каналов связи, так как проведение натурных испытаний, как правило, является сложным и не всегда физически возможным процессом и ограниченно существенными временными затратами. Поэтому создание моделей является необходимым этапом изучения характеристик каналов связи и разработки алгоритмов первичной обработки сигналов в них. Одним из основных требований, предъявляемых к таким моделям, является их адекватность реальным процессам, происходящим в канале, которую можно оценить путем сравнения по критериям согласия результатов моделирование случайных процессов с теоретическими плотностями распределения вероятностей. Одним из наиболее конструктивных подходов к моделированию является использование метода переменных состояния и построение моделей в форме стохастических дифференциальных уравнений. При этом моделирование сигналов в непрерывных каналах связи в форме стохастических дифференциальных уравнений предполагает решение задачи синтеза таких уравнений, то есть определение их размерности и коэффициентов с необходимой точностью, чему и посвящена настоящая статья. Рассматривается задача моделирования когерентных и частично-когерентных сигналов в форме одномерных и многомерных стохастических дифференциальных уравнений. Синтезированы уравнения для частично-когерентных сигналов в пространственно-временном смысле и для частично-когерентных сигналов в частотной области. Показано при каких условиях возникает частичная когерентность сигналов и проанализированы их характеристики. Для оценки частично-когерентных сигналов в частотной области предложен модифицированный фильтр Калмана. Целью работы является представление методов синтеза стохастических дифференциальных уравнений, описывающих случайные параметры сигналов (коэффициент передачи, амплитуды, фазы, количество запросов, ожидающих обслуживания в сетях B-RAN и др.), в непрерывных каналах связи, и разработка на их основе новых одномерных и многомерных уравнений для различных распределений. Результаты, их новизна и практическая значимость. В работе синтезированы новые стохастические дифференциальные уравнения и проанализирована их адекватность для представления случайных сигналов в непрерывных каналах связи по критериям согласия путем сравнения с теоретическими распределениями. Показано, что модели обладают хорошей точностью представления вероятностных характеристик случайных процессов. При этом уравнение для распределения Райса позволяет моделировать амплитуды сигналов в многолучевых каналах, а равномерное распределение – фазы сигналов. Приведённый в начальной части работы обзор методов синтеза стохастических дифференциальных уравнений будет полезен специалистам, занимающимся разработкой и исследованием моделей сигналов в непрерывных каналах связи.
  • Relevance. The development of mathematical models of signals in continuous communication channels is a necessary stage in the study of communication channels, since field testing, as a rule, is a complex and not always physically possible process and is limited and time-consuming. Therefore, the creation of models is a necessary step in studying the characteristics of communication channels and developing algorithms for the primary processing of signals in them. One of the main requirements for such models is their adequacy to real processes occurring in the channel, which can be assessed by comparing the results of modeling random processes with theoretical probability distribution densities according to the agreement criteria. One of the most constructive modeling approaches is to use the state variable method and build models in the form of stochastic differential equations. At the same time, modeling signals in continuous communication channels in the form of stochastic differential equations involves solving the problem of synthesizing such equations, that is, determining their dimensions and coefficients with the required accuracy, which is the subject of this article. The problem of modeling coherent and partially coherent signals in the form of one-dimensional and multidimensional stochastic differential equations is considered. Equations are synthesized for partially coherent signals in the space-time sense and for partially coherent signals in the frequency domain. It is shown under what conditions a partial coherence of signals occurs and their characteristics are analyzed. To estimate partially coherent signals in the frequency domain, a modified Kalman filter is proposed. The purpose is the presentation of methods for the synthesis of stochastic differential equations that describe random signal parameters (transmission coefficient, amplitude, phase, number of requests waiting to be serviced in B-RAN networks, etc.) in continuous communication channels, and the development of new one-dimensional and multidimensional equations based on them for different distributions. The results, their novelty and practical significance. In this paper, new stochastic differential equations are synthesized and their adequacy for representing random signals in continuous communication channels according to the goodness of fit criteria is analyzed by comparison with theoretical distributions. It is shown that the models have good accuracy in representing the probabilistic characteristics of random processes. In this case, the equation for the Rice distribution makes it possible to model the amplitudes of signals in multipath channels, and the uniform distribution - the phases of the signals. The review of methods for the synthesis of stochastic differential equations given in the initial part of the work will be useful to specialists involved in the development and study of signal models in continuous communication channels.
• Ключевые слова / Key words
  • стохастические дифференциальные уравнения, частично-когерентные сигналы, математическое моделирование, закон Рэлея, эффект Доплера, плотность распределения вероятностей
  • stochastic differential equations, partially coherent signals, mathematical modeling, Rayleigh law, Doppler effect, probability distribution density
• Ссылка на статью / Reference
  • Глушанков Е. И., Конторович В. Я., Караваев Д. А. Математическое моделирование сигналов в непрерывных каналах связи в форме стохастических дифференциальных уравнений // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 1-35. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-1-35.
  • Glushankov E. I., Kontorovich V. Ya., Karavaev D. А. Signal Modeling in Continuous Communictaion Channels in the Form of Stochastic Differential Equations. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 1-35. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-1-35 (in Russian).

---

• Куркова О. П.
  Имитационная модель приемника лазерного излучения системы обнаружения и предупреждения о лазерном облучении беспилотных летательных аппаратов
  O. P. Kurkova
  Simulation model of the receiver of the detection and warning system for laser irradiation of unmanned aerial vehicles
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: Разработка и внедрение различных средств противодействия беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), осуществляющим несанкционированные действия в особо ответственных зонах, в том числе средств, использующих лазерное излучение (ЛИ), вызывает необходимость параллельной разработки бортовых систем обнаружения и предупреждения о лазерном облучении (СПЛО) с целью повышения защищенности БПЛА. Эффективность СПЛО оценивается по возможности обеспечения регистрации ЛИ на максимально возможном от источника расстоянии. Ключевым элементом СПЛО является приемник ЛИ. Задача увеличения дальности обнаружения ЛИ приемником является сложной многофакторной задачей, которая может быть решена путем разработки комплексной имитационной модели функционирования приемника для оптимизации его конструктивных параметров и режимов функционирования, учитывающей все основные внешние и внутренние факторы, взаимосвязанные между собой и влияющие на дальность обнаружения ЛИ. Целью работы являлось создание имитационной модели приемника ЛИ для оптимизации его конструктивных параметров путем виртуального моделирования в интересах повышения эффективности СПЛО БПЛА. Используемые методы: методы компьютерного имитационного моделирования с применением программного комплекса MATLAB, в том числе MATLAB Simulink, и атмосферного компьютерного кода LOWTRAN VII. Новизна результата заключается в создании универсальной многопараметрической имитационной модели функционирования приемника ЛИ, а также комплекса выявленных путем компьютерного моделирования на ее основе зависимостей дальности обнаружения лазерного источника от основных конструктивных параметров приемника, состояний атмосферы, изменяющихся в связи с изменениями высоты полета БПЛА и погодных условий, параметров источника ЛИ. Результат: впервые создана имитационная модель функционирования приемника ЛИ для СПЛО БПЛА, позволяющая путем виртуального моделирования оптимизировать его конструктивные параметры на этапе разработки с целью обеспечения регистрации ЛИ на максимально возможном от источника расстоянии, прогнозировать функциональные возможности приемника ЛИ в зависимости от изменяющихся условий эксплуатации БПЛА и параметров источника ЛИ. Проведенное моделирование с использованием разработанной модели позволило выявить факторы, отрицательно влияющие на функциональные возможности приемника, сформулировать требования к конструкции приемника ЛИ, позволяющие обеспечить регистрацию ЛИ приемником на максимально возможном от источника расстоянии. Практическая значимость: разработанная имитационная модель может использоваться в качестве инструмента разработчика при создании приемников ЛИ, а также в качестве основы для разработки модуля программного обеспечения для управления процессом обнаружения ЛИ в составе бортовой аппаратуры СПЛО при эксплуатации БПЛА.
  • Problem statement: The development and implementation of various means of countering unmanned aerial vehicles carrying out unauthorized actions in critical areas, including means that use laser radiation, necessitates the parallel development of on-board systems for detecting and warning of laser irradiation in order to increase the security of unmanned aerial vehicles. The effectiveness of laser radiation detection and warning systems is assessed based on the ability to ensure registration of laser radiation at the maximum possible distance from the source. The key element of a laser detection system is the laser receiver. The task of increasing the detection range of laser radiation by a receiver is a complex multifactorial task that can be solved by developing a comprehensive simulation model of the operation of the receiver to optimize its design parameters and operating modes, taking into account all the main external and internal factors that are interrelated and affect the detection range of laser radiation. The purpose of the work was to create a simulation model of a laser radiation receiver to optimize its design parameters through virtual modeling in order to increase the efficiency of detection and warning systems for laser irradiation of unmanned aerial vehicles. Methods: computer simulation methods using the MATLAB software package, including MATLAB Simulink, and atmospheric computer code LOWTRAN VII were used to solve the tasks. Novelty of the result lies in the creation of a universal multi-parameter simulation model of the functioning of a laser radiation receiver, as well as a set of dependences of the detection range of a laser source identified by computer modeling on its basis on the main design parameters of the receiver, atmospheric conditions changing due to changes in the flight altitude of an unmanned aerial vehicle and weather conditions. conditions, parameters of the laser radiation source. Result: for the first time, a simulation model of the functioning of a laser radiation receiver has been created for detection and warning systems of laser irradiation of unmanned aerial vehicles, which allows, through virtual modeling, to optimize its design parameters at the development stage in order to ensure registration of laser radiation at the maximum possible distance from the source, to predict the functionality of the receiver depending on the changing operating conditions of unmanned aerial vehicles and the parameters of the laser radiation source. The simulation carried out using the developed model made it possible to identify factors that negatively affect the functionality of the receiver, to formulate requirements for the design of a laser radiation receiver, allowing for the registration of laser radiation by the receiver at the maximum possible distance from the source. Practical significance: the developed simulation model can be used as a developer tool when creating laser radiation receivers, as well as a basis for developing a software module for controlling the laser radiation detection process as part of the on-board equipment of a laser radiation detection and warning system during the operation of unmanned aerial vehicles.
• Ключевые слова / Key words
  • имитационная модель, лазерное излучение, источник лазерного излучения, беспилотный летательный аппарат, приемник системы обнаружения лазерного излучения, пороговая мощность, дальность обнаружения, оптическая система, объектив, фокусное расстояние, фотодиод, спектральная чувствительность, атмосфера, коэффициент пропускания, внешние и внутренние шумы
  • simulation model, laser radiation, laser radiation source, unmanned aerial vehicle, receiver of the laser radiation detection system, threshold power, detection range, optical system, lens, focal length, photodiode, spectral sensitivity, atmosphere, transmittance, external and internal noise
• Ссылка на статью / Reference
  • Куркова О. П. Имитационная модель приемника лазерного излучения системы обнаружения и предупреждения о лазерном облучении беспилотных летательных аппаратов // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 36-62. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-36-62.
  • Kurkova O. P. Simulation model of the receiver of the detection and warning system for laser irradiation of unmanned aerial vehicles. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 36-62. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-36-62 (in Russian).

---

• Пашинцев В. П., Диптан П. А., Гринев Е. М., Киселев Н. В.
  Методика оценки пропускной способности спутникового канала связи с замираниями
  V. P. Pashintsev, P. A. Diptan, E. M. Grinev, N. V. Kiselev
  Methodology for estimating the bandwidth of a satellite communication channel with fading
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи. Известно, что замирания сигнала приводят к снижению помехоустойчивости и пропускной способности канала связи. Существующие методики оценки пропускной способности канала спутниковой связи не учитывают влияние возмущений ионосферы, сопровождаемых образованием мелкомасштабных неоднородностей, на появление замираний принимаемых сигналов. Целью работы: является разработка методики оценки влияния мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы и выбора несущей частоты на пропускную способность канала спутниковой связи. Результат: получена совокупность аналитических выражений для оценки зависимости нормированной пропускной способности трансионосферного канала связи от отношения сигнал/шум на входе приемника, среднеквадратического отклонения (СКО) мелкомасштабных флуктуаций ПЭС ионосферы и несущей частоты cигнала. Новизна разработанной методики состоит в применении моделей изменения по высоте электронной концентрации в мелкомасштабном ионосферном образовании и процесса возникновения ионосферных замираний при распространении радиоволн в системах спутниковой связи (ССС) в качестве основы для получения зависимости пропускной способности спутникового канала связи с замираниями от СКО мелкомасштабных флуктуаций ПЭС ионосферы. Практическая значимость: полученные результаты разработки методики позволяют выявить основные закономерности влияния несущей частоты ССС, отношения сигнал/шум на входе приемника и мелкомасштабных флуктуаций ПЭС ионосферы при ее естественных и искусственных возмущениях на изменение пропускной способности канала спутниковой связи.
  • Problem statement: It is known that signal fading leads to a decrease in interference immunity and bandwidth of the communication channel. Existing methods for estimating the capacity of a satellite communication channel do not take into account the influence of ionospheric perturbations accompanied by the formation of small-scale inhomogeneities on the occurrence of fading of received signals. The purpose of the work: is to develop a methodology for assessing the impact of small-scale fluctuations in the total electron content (TEC) of the ionosphere and the choice of the carrier frequency on the capacity of the satellite communication channel. Result: a set of analytical expressions was obtained to estimate the dependence of the normalized bandwidth of the transionospheric communication channel on the signal-to-noise ratio at the receiver input, the standard deviation of small-scale fluctuations of the ionospheric TPP and the carrier frequency of the signal. Novelty: the novelty of the developed methodology lies in the application of models of changes in the height of the electron concentration in small-scale ionospheric formation and the process of ionospheric fading during the propagation of radio waves in satellite communication systems as a basis for obtaining the dependence of the capacity of the satellite communication channel with fading on the standard deviation of small-scale fluctuations of the ionospheric TEC. Practical significance: the results obtained from the development of the methodology allow us to identify the main regularities of the influence of the increase in the carrier frequency of the satellite communication system, the signal-to-noise ratio at the receiver input and small-scale fluctuations of the total electronic content of the ionosphere at its natural and artificial perturbations on the change in the capacity of the satellite communication channel.
• Ключевые слова / Key words
  • пропускная способность, вероятность ошибки, спутниковый канал связи, замирания, ионосфера, полное электронное содержание, мелкомасштабные неоднородности
  • capacity, bandwidth, probability of error, satellite link, fading, ionosphere, total electronic content, TEC, small-scale heterogeneities
• Ссылка на статью / Reference
  • Пашинцев В. П., Диптан П. А., Гринев Е. М., Киселев Н. В. Методика оценки пропускной способности спутникового канала связи с замираниями // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 243-266. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-243-266.
  • Pashintsev V. P., Diptan P. A., Grinev E. M., Kiselev N. V. Methodology for estimating the bandwidth of a satellite communication channel with fading. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 243-266. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-243-266 (in Russian).

• Лакоза А. М.
  Обзор методов модификации магнитных, экранирующих, радиопоглощающих материалов и покрытий
  A. M. Lakoza
  Overview of methods for modification of magnetic, shielding, radio-absorbing materials and coatings
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: проведен обзор в области методов модификации структуры материалов, обладающих магнитными свойствами. Показано, что повышение эффективности магнитных, экранирующих, а также радиопоглощающих материалов и покрытий достигается при помощи создания текстурированных или градиентных структур, например «феррит-немагнитный проводник», оказывающих существенное влияние на износостойкость, электропроводность, а также магнитные, рассеивающие и поглощающие свойства. Целью работы является выполнение анализа современных методов модификации свойств и характеристик магнитных, экранирующих, а также радиопоглощающих материалов и покрытий. Используемые методы: в статье рассмотрены методы, связанные с электронно-лучевой обработкой, обработкой плазмой, термическим отжигом, а также лазерной обработкой материалов, обладающих магнитными, экранирующими и радиопоглощающими свойствами. Новизна: совокупное применение рассматриваемых методов обработки позволяет организовать процесс обработки для широкого профиля магнитных, экранирующих и радиопоглощающих материалов без ограничения на агрегатное состояние исходного сырья и температуры в рамках техпроцесса производства. Результат: использование представленных методов воздействия на структуру магнитных, экранирующих и радиопоглощающих материалов позволяет организовать процесс производства улучшенных материалов на любом этапе в рамках технического процесса при минимальных финансовых и временных затратах. Практическая значимость обусловлена открывающимися возможностями для реализации различных модифицированных магнитных, экранирующих и радиопоглощающих материалов. В частности, использование рассмотренных методов позволяет производить обработку не только готовых, монолитных структур с модифицированными поверхностными и приповерхностными слоями, но и исходного порошкообразного магнитного сырья, для обработки всего доступного объема вещества, что более положительно сказывается на конечных характеристиках изделия.
  • Purpose. A review in the field of methods of modification of the structure of materials possessing magnetic properties has been carried out. It is shown that the increase of efficiency of magnetic, shielding, as well as radio-absorbing materials and coatings is achieved by creating textured or gradient structures, for example, "ferrite-non-magnetic conductor", which have a significant effect on wear resistance, electrical conductivity, as well as magnetic, scattering and absorbing properties. The aim of the paper is to analyse modern methods of modification of properties and characteristics of magnetic, shielding, and radio-absorbing materials and coatings. Methods. The paper considers methods related to electron-beam treatment, plasma treatment, thermal annealing, as well as laser treatment of materials possessing magnetic, shielding and radio-absorbing properties. Novelty. The combined application of the considered processing methods allows to organise the processing process for a wide profile of magnetic, shielding and radio-absorbing materials without limitation on the aggregate state of the initial raw material and temperature within the framework of the production process. Results. Using the presented methods of influence on the structure of magnetic, shielding and radio-absorbing materials it is possible to organise the process of production of improved materials at any stage within the technical process at minimum financial and time expenses. Practical relevance. Practical significance is caused by the opportunities for realisation of various modified magnetic, shielding and radio-absorbing materials. In particular, the use of the considered methods allows processing not only finished, monolithic structures with modified surface and near-surface layers, but also initial powdered magnetic raw materials, to process the entire available volume of the substance, which has a more positive effect on the final characteristics of the product.
• Ключевые слова / Key words
  • электронно-лучевая обработка, плазменная обработка, термообработка, лазерная обработка, радиопоглощающие материалы, радиопоглощающие покрытия
  • electron-beam treatment, plasma treatment, heat treatment, laser treatment, radio-absorbing materials, radio-absorbing coatings
• Ссылка на статью / Reference
  • Лакоза А. М. Обзор методов модификации магнитных, экранирующих, радиопоглощающих материалов и покрытий // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 196-218. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-196-218.
  • Lakoza A. M. Overview of methods for modification of magnetic, shielding, radio-absorbing materials and coatings. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 196-218. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-196-218 (in Russian).

---

• Белоусов А. О., Гордеева В. О., Ким Г. Ю.
  Оптимизация модального фильтра на основе микрополосковой линии по частотным критериям
  A. O. Belousov, V. O. Gordeyeva, G. Yu. Kim
  Optimization of a modal filter based on a microstrip line according to frequency criteria
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: в последнее десятилетие должное функционирование современных радиоэлектронных средств осложняется сложной электромагнитной обстановкой ввиду влияния электромагнитных помех (ЭМП) различной природы. В качестве ЭМП могут выступать сверхкороткие импульсы (СКИ), представляющие особую опасность ввиду высокого уровня напряжения и быстрого времени нарастания. Время срабатывания традиционных защитных устройств зачастую оказывается недостаточным. Поэтому активно разрабатываются новые устройства для защиты от СКИ – модальные фильтры (МФ). При проектировании МФ у разработчика возникает необходимость выбора набора оптимальных параметров под конкретную область применения. Для этого результативно применяются методы глобальной оптимизации, в частности, генетический алгоритм (ГА), эволюционные стратегии (ЭС) и метод случайного поиска (СП). Сформулирован ряд критериев для оптимизации МФ во временной области. В то же время, анализ частотных характеристик МФ не менее важен, например, при учете требований к полосе пропускания (ПП) полезного сигнала. Поэтому актуальна реализация возможности оптимизации МФ в частотной области при их проектировании под конкретные электрические цепи. Целями работы являются формулировка и апробация частотных критериев для максимизации и контроля ПП при оптимизации МФ на основе 3-проводной микрополосковой линии (МПЛ). Используемые методы: при моделировании использована система квазистатического моделирования, основанная на методе моментов, а при оптимизации – ГА, модифицированный алгоритм ЭС и метод СП. Оптимизация выполнялась отдельно по двум новым частотным критериям: максимизации и контроля ПП полезного сигнала. Новизна: впервые сформулированы и апробированы два критерия для оптимизации любой полосковой или кабельной структуры в частотной области: максимизации (для максимизации частоты среза МФ) и контроля (для задания частоты среза требуемому значению) ПП. Результат: При оптимизации в диапазоне заданных параметров по критерию максимизации ПП, удалось увеличить ПП МФ с 20,9 до 518,2 МГц при использовании модифицированного алгоритма ЭС, 517 МГц – ГА и 505,8 МГц – СП. При оптимизации по критерию контроля ПП получен требуемый уровень ПП 425 МГц для МФ при работе всех алгоритмов. С учетом детальной оценки работы алгоритмов, при оптимизации МФ на основе 3-проводной МПЛ в частотной области, наиболее предпочтителен алгоритм ЭС ввиду наилучших показателей сходимости и нахождения глобального экстремума целевой функции. Практическая значимость: сформулированные частотные критерии оптимизации открывают возможность учитывать уровень ПП при проектировании защитных устройств, работающих по принципу модальной фильтрации. Они применимы к различным видам МФ, вне зависимости от структуры (полосковая или кабельная), и могут быть результативно использованы при проектировании.
  • Purpose. In the last decade, the proper functioning of modern radio-electronic equipment has been complicated by a complex electromagnetic environment due to the influence of electromagnetic interference (EMI) of various natures. Ultrashort pulses (USPs) can act as EMIs, which are particularly dangerous due to their high voltage level and fast rise time. The response time of traditional protective devices is often insufficient. Therefore, other devices for protection against USPs, called modal filters (MFs), are being actively developed. When designing an MF, the developer has the need to select a set of optimal parameters for a specific application area. For this purpose, global optimization methods are effectively used, in particular, the genetic algorithm (GA), evolutionary strategies (ES) and the random search (RS) method. At the moment, a number of criteria have been formulated for optimizing MF in the time domain. At the same time, analysis of the frequency characteristics of the MF is no less important. For example, when taking into account the requirements for the bandwidth of the useful signal. Thus, realizing the possibility of optimizing MFs in the frequency domain when designing them for specific electrical circuits is an urgent task. Formulation and approbation of frequency criteria for maximizing and controlling useful signal bandwidth when optimizing MF based on a 3-conductor microstrip line (MSL). Methods. Simulation and optimization were performed in the TALGAT quasi-static system based on the method of moments. Optimization was performed using a genetic algorithm (GA), a modified evolutionary strategies (ES) algorithm, and a random search (RS) algorithm. Optimization was accomplished separately according to two new frequency criteria: maximization and control of the useful signal bandwidth. Novelty. For the first time, two criteria were formulated and tested for optimizing any strip or cable structures in the frequency domain: maximization (to maximize the cutoff frequency MF) and control (to set the cutoff frequency to the required value) of the bandwidth. Results. For the first time, two new criteria were formulated and approved, suitable for optimizing any structures with modal phenomena in the frequency domain. These are criteria for maximizing and controlling the bandwidth of the useful signal. When optimizing within the range of specified parameters according to the first criterion, it was possible to increase the bandwidth of MF from 20.9 to 518.2 MHz when using ES, to 517 MHz (using GA) and to 505.8 MHz (using SP). When optimizing according to the second criterion, it was possible to obtain the required bandwidth level of 425 MHz for all algorithms. Taking into account a detailed assessment of the algorithms operation, the most preferable algorithm for optimization in the frequency domain is ES due to the best convergence rates and finding the global extremum of the objective function. The formulated criteria have been successfully approved in the optimization of MFs with real parameters and can be effectively used in their design. The results obtained have practical applications. Practical relevance. The formulated frequency optimization criteria make it possible to take into account the bandwidth level when designing protective devices operating on the principle of modal filtration. They are applicable to various types of MFs, regardless of the structure (strip or cable) and can be effectively used in design
• Ключевые слова / Key words
  • электромагнитная совместимость, сверхкороткий импульс, оптимизация, эволюционный алгоритм, полоса пропускания
  • electromagnetic compatibility, ultrashort pulse, optimization, evolutionary algorithms, bandwidth.
• Ссылка на статью / Reference
  • Белоусов А. О., Гордеева В. О., Ким Г. Ю. Оптимизация модального фильтра на основе микрополосковой линии по частотным критериям // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 219-242. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-219-242.
  • Belousov A. O., Gordeyeva V. O., Kim G. Yu. Optimization of a modal filter based on a microstrip line according to frequency criteria. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 219-242. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-219-242 (in Russian).

• Федулов В. А., Быков Н. В., Баскаков В. Д.
  Оценка эффективности системы поражения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов методом имитационного моделирования
  V. A. Fedulov, N. V. Bykov, V. D. Baskakov
  Estimating of the Effectiveness of the Weapon System against of Small Unmanned Aerial Vehicles by Computer Simulation
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: разработать методику оценки эффективности на основе имитационной модели (ИМ) системы поражения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которая бы позволяла проверять эффективность конкретных технических решений на начальных этапах проектирования таких систем противодействия. На сегодняшний день неизвестны работы по исследованию комплексных, состоящих из множества различных по назначению и характеристикам, систем противодействия БПЛА. Целью работы является обеспечение возможности оценки эффективности системы борьбы с малыми БПЛА на ранних этапах проектирования, проведения сравнительной оценки различных вариантов систем поражения БПЛА, а также использование имитационной модели системы поражения БПЛА для решения различных обратных (в частности, оптимизационных) задач, связанных с противодействием малоразмерным БПЛА, и формирования методики синтеза наиболее эффективных систем противодействия. Используемые методы: основным методом моделирования является метод Монте–Карло. При моделировании накапливаются данные, позволяющие рассчитывать такие показатели эффективности системы поражения БПЛА, как: вероятность нейтрализации БПЛА; расход средств поражения; время выполнения системой противодействия своей задачи; вероятность вывода из строя элементов системы противодействия и др. Подход дискретно-событийного моделирования позволяет моделировать продолжительные процессы, происходящие в практически неограниченном пространстве. Состояние объектов в ИМ и переходы между состояниями описываются стохастическими конечными автоматами. Траектория БПЛА моделируется кривой Безье третьего порядка. Данный подход широко распространён в исследованиях, связанных с движением БПЛА. Учитывается геометрия БПЛА и изменение его ориентации в процессе полёта. При этом плавная интерполяция матриц поворота осей связанной с БПЛА системы координат осуществляется с помощью сферической интерполяции кватернионов. Факт обнаружения целей радиолокационной системой устанавливается согласно критерию Неймана–Пирсона. Новизна обусловлена: возможностью моделирования систем поражения БПЛА, состоящих из нескольких взаимосвязанных средств нейтрализации и обнаружения целей. Учитывается возможность вывода из строя элементов системы противодействия. Возможно оценивать эффективность системы по различным критериям. Также сформулирован новый критерий эффективности – вероятность падения сбитых БПЛА в запретные (защищаемые) зоны, соответствующие, например, критически важным объектам. Новизна также обусловлена совокупностью применяемых методов при разработке ИМ и её программной реализации – дискретно-событийный подход применяется в контексте объектно-ориентированного и агентного программирования, что делает возможным моделирование различного поведения агентов (моделей БПЛА, подсистем обнаружения и нейтрализации из состава системы поражения). Результат: разработанная ИМ позволяет за разумное время и при ограниченной вычислительной мощности оценить эффективность различных вариантов системы поражения БПЛА при разных сценариях и фоноцелевой обстановке. Практическая значимость: разработанная ИМ может использоваться и совершенствоваться в ходе научно-исследовательских работах и на начальных этапах опытно-конструкторской работы по созданию новых и совершенствованию существующих систем противодействия БПЛА для более строгого обоснования технических решений.
  • Purpose. The study is dedicated to the development of the computer model to estimate the effectiveness of a complex anti-drone system (ADS). In this study the drone is a small unmanned aerial vehicle (UAV). The ADS detects, localizes and eliminates UAVs. It consists of radars and countermeasure devices which have different characteristics and configurations. The simulation model allows to bound the usefulness of engineering solutions in the first steps of system design. Also, the model affords of opportunity to compare those solutions with each other. Moreover, it is planned to use the ADS computer model to design more efficient systems and to solve optimization problems for different scenarios of challenges. Currently researches of such complex ADS are not found. Methods. The Monte–Carlo method is the basic modeling method. Statistics is accumulated during the simulation. It allows to calculate criteria of the ADS effectiveness. The criterions are the UAVs’ destruction probability, ammunition consumption, task-performance time, the probability of incapacitation of the countermeasure system elements, etc. The discrete-event approach makes it possible to simulate long-duration processes in the practically boundless space. Stochastic finite state machines present states of models of the ADS elements and transferences between these states. The UAV’s trajectory is presented by third order Bezier curve. This curve is widely used in studies of UAVs motion. The computer model takes into account the geometry of the UAV and the change in the orientation of it during the flight. Smooth interpolation of the rotation matrices of the associated coordinate system is carried out using spherical interpolation of quaternions. The fact of targets detection by the radar is established according to the Neyman–Pearson criterion. Novelty. The novelty is due to the possibility of modeling the ADS, consisting of several interconnected means of neutralizing and detecting targets. The model emphasizes the possibility of disabling the ADS’ elements. It is possible to figure out the effectiveness of the countermeasure system according to various criteria. Moreover, a new efficiency criterion has been formulated. It is the probability of destroyed UAVs falling into restricted (protected) zones. Such zones correspond, for example, to critically important infrastructure. The set of methods used in the developed simulation model and its software implementation are also new, namely, the discrete-event approach is applied in the context of object-oriented programming and agent-based modeling. This allows to model multifarious behavior of agents such as the agents of UAVs, radar and countermeasure subsystems. Results. The computer model allows, in a reasonable time and with limited computing power, to evaluate the effectiveness of various modifications of the ADS under different scenarios and target environment. Practical relevance. The simulation model can be employed and improved in the course of research and development work. It also can be applied at the initial stages of the ADS design for a more rigorous justification of technical solutions.
• Ключевые слова / Key words
  • система поражения, малоразмерный БПЛА, имитационное моделирование, эффективность, обнаружение малоразмерных БПЛА, огневое поражение, радиолокация, критическая инфраструктура
  • computer simulation, small UAV, drone, anti-drone system, efficiency, detection, radar, neutralization, important infrastructure
• Ссылка на статью / Reference
  • Федулов В. А., Быков Н. В., Баскаков В. Д. Оценка эффективности системы поражения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов методом имитационного моделирования // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 4. С. 63-104. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-63-104.
  • Fedulov V. A., Bykov N. V. Baskakov V. D. Estimating of the Effectiveness of the Weapon System against of Small Unmanned Aerial Vehicles by Computer Simulation. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 4, pp. 63-104. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-4-63-104 (in Russian).