9 декабря, 2011

Конверсия радиочастотного спектра и обороноспособность страны

Стремительное развитие радиотехнологий гражданского назначения за последние 20 лет вызвало увеличение спроса на использование РЧС. При этом одним из главных факторов, сдерживающих развитие высокотехнологичных систем радиосвязи в России, является недостаточность «кондиционного» радиочастотного спектра, который можно использовать указанными системами без существенных ограничений на частотные, пространственные и энергетические параметры РЭС. Это связано с тем, что наиболее освоенные участки спектра в настоящее время распределены, как правило, нескольким радиослужбам и интенсивно используются действующими РЭС и системами, в том числе военного назначения.

Все это обусловило необходимость рационального перераспределения радиочастотного спектра между действующими РЭС и РЭС перспективных радиотехнологий. С принятием в 2003 г. федерального закона «О связи» начался очередной этап перераспределения (конверсии) РЧС в Российской Федерации. Он направлен на расширение использования радиочастотного спектра РЭС гражданского назначения и приближение распределения полос частот в РФ к общеевропейскому.

Во многих зарубежных странах в последние годы прошла серьезная реорганизация национальных систем управления РЧС, в том числе и военных подсистем, с целью создания благоприятных условий для развития перспективных радиотехнологий. Сопоставление российской системы управления РЧС и систем управления, действующих в других развитых странах, свидетельствует о необходимости ее модернизации с учетом как зарубежного опыта, так и особенностей национальной системы управления РЧС. Без такой модернизации в Российской Федерации невозможно обеспечить должное развитие перспективных радиотехнологий различного назначения, которые сегодня получают широкое распространение во многих странах мира.

По заявлениям ряда гражданских специалистов, в области управления РЧС более 90% спектра используется или зарезервировано средствами военного назначения. Этот вывод вытекает из анализа Таблицы распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации исключительно по признаку категории полосы без учета того, что многие полосы частот, в том числе и категории «ПР» (преимущественного пользования радиоэлектронными средствами, используемыми для нужд государственного управления, в том числе президентской связи, правительственной связи, нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка), в настоящее время выделены не только военным средствам, но и средствам гражданского назначения.

Анализ распределения РЧС между радиослужбами и основными категориями РЭС в странах Евросоюза и России, проведенный с учетом реальных выделений, показывает (см. рис. 1 и 2), что в целом распределение РЧС в России незначительно отличается от распределений РЧС в развитых странах. На долю РЭС обороны приходится около 30% освоенного радиочастотного спектра.

Рис. 1

Рис. 2

В связи с этим под конверсией РЧС следует понимать систему правовых, экономических и технических мер по высвобождению радиочастотного спектра в полосах частот, занятых РЭС различного назначения, в интересах развития рынка телекоммуникаций с обязательным учетом приоритетов национальной обороны и безопасности государства.

Основной целью конверсии РЧС в соответствии с Концепцией конверсии радиочастотного спектра в Российской Федерации (НИИР, 2007 г.) является достижение состояния динамического баланса в его использовании, соответствующего требованиям экономического развития страны в части удовлетворения потребностей в РЧС всех служб радиосвязи и всех использующих РЧС министерств, ведомств и юридических лиц.

В число перспективных радиотехнологий гражданского назначения, внедрение которых в РФ затруднено или даже невозможно без проведения конверсии РЧС, входят цифровое теле- и радиовещание, сотовая подвижная радиосвязь третьего поколения, системы транкинговой связи, широкополосного радиодоступа и др.

Однако полосы частот, необходимые для внедрения и развития этих радиотехнологий, в настоящее время выделены различным категориям РЭС и систем военного назначения. Так, например, номенклатура действующих и планируемых к применению РЭС ВВС, функционирующих в конверсируемых полосах частот, включает более 80 типов РЭС и их модификаций. Они функционально входят в состав систем управления, радиолокационных систем, систем зенитного ракетного огня и истребительного авиационного прикрытия.

Большое многообразие типов РЭС ВВС и специфика областей их применения значительно усложняют задачу конверсии РЧС. Тем более что в мирное время указанные РЭС в составе дежурных сил ПВО обеспечивают решение задач охраны воздушных границ государства, контроля порядка и правил использования воздушного пространства, радиолокационного обеспечения боевой подготовки подразделений ВВС и др.

На долю РЭС Минобороны приходится около 30% освоенного радиочастотного спектра
Фото: Георгий ДАНИЛОВ

Нескоординированное использование одних и тех же полос частот различными категориями РЭС может привести к возникновению непреднамеренных радиопомех (НРП) между ними. Воздействие помех на РЭС радиосвязи приводит к снижению качества радиосвязи, скорости передачи информации, сокращению зоны обслуживания и т. д.

Воздействие помех на средства радиолокации приводит к снижению дальности обнаружения воздушных целей, к затруднению или даже полной невозможности обнаружения целей в отдельных секторах. Таким образом, наличие взаимных непреднамеренных помех негативно сказывается на эффективности функционирования радиосистем как гражданского, так и военного назначения. Именно поэтому все пользователи РЧС заинтересованы в выработке таких решений, которые бы максимально полно учитывали их интересы, не ущемляя при этом интересы других.

Проблемы совместного использования полос частот радиоэлектронными средствами перспективных радиотехнологий гражданского назначения и радиолокационными средствами, комплексами и системами ПВО имеют место в значительной части конверсируемых полос частот. Ниже рассмотрены основные из них.

Полоса частот 174–230 МГц предполагается для развития систем наземного цифрового звукового и телевизионного вещания стандартов Т-DAB, DVB-T. В настоящее время она интенсивно используется системой аналогового телевещания. В части РЭС военного назначения в этой полосе работают радиостанции системы телекодовой связи, наземные и бортовые радиостанции авиации ВВС, а также радиолокационные станции (РЛС) РТВ ВВС. Указанные РЛС предназначены для обнаружения, измерения координат и сопровождения широкого класса современных воздушных целей (самолетов стратегической и тактической авиации, авиационных ракет), малоразмерных и малозаметных целей, выполненных по технологии «Стелс».

При этом согласно Таблице распределения полос частот… указанная полоса частот распределена радиолокационной службе на вторичной основе. То есть РЛС не должны создавать помех приему телевизионного вещания и не могут требовать защиты от помех со стороны передающих устройств ТВ-вещания.

Полоса частот 638–862 МГц предполагается для развития систем наземного цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T. Она распределена фиксированной и подвижной радиослужбам, радиовещательной (телевидение), а также воздушной радионавигационной службе. В данной полосе предусмотрена эксплуатация радиолокационных станций РТВ ВВС, радиостанций системы телекодовой связи, радиорелейных станций и средств управления воздушным движением и воздушной радионавигации.

Диапазон частот 1710–2170 МГц предполагается для развития сетей сухопутной подвижной радиосвязи стандарта GSM-1800 (1710–1785, 1805–1880 МГц), сетей радиодоступа стандарта DECT (1880–1900 МГц) и сетей подвижной радиосвязи 3-го поколения UMTS (1885–1980, 2010–2025, 2110–2170 МГц). В указанном диапазоне предусмотрена эксплуатация РЛС обнаружения воздушных целей РТВ ВВС, полевых и стационарных радиорелейных станций связи общего назначения, бортовых радиовысотомеров военно-транспортной, армейской и специальной авиации ВВС.

В полосе частот 174–230 МГц работают радиостанции системы телекодовой связи, наземные и бортовые радиостанции авиации ВВС, а также радиолокационные станции РТВ ВВС
Фото: Илья МОИСЕЕНКО

Полосы частот в диапазоне 2500–2700 МГц предполагаются для развития сетей сухопутной подвижной радиосвязи и систем беспроводного доступа (UMTS, MMDS, СБД) как дополнение к основному спектру мобильных систем радиосвязи 3-го поколения. В указанном диапазоне частот предусмотрена эксплуатация РЛС обнаружения воздушных целей, а также специальных РЛС, наземных и бортовых станций командных радиолиний управления истребительной авиации ВВС.

Таким образом, конверсия РЧС затрагивает полосы частот, в большинстве из которых функционируют радиолокационные станции ВВС. Высвобождение радиочастотного спектра в интересах РЭС гражданского назначения неизбежно приведет к сокращению его использования радиолокационными станциями военного назначения, что повлечет снижение качества радиолокационного поля и как следствие невыполнение стоящих перед ними задач.

Для разрешения указанного противоречия необходима разработка и реализация комплекса нормативно-правовых, экономических и научно-технических мер, направленных на перераспределение РЧС в интересах внедрения и развития перспективных радиотехнологий гражданского назначения с обязательным учетом потребностей в РЧС РЭС военного назначения.

В складывающихся условиях одним из важнейших направлений деятельности радиочастотных органов Министерства обороны является планомерное отстаивание интересов МО как на национальном уровне в процессе регулирования использования РЧС в Российской Федерации, так и на международном в рамках деятельности по международно-правовой защите РЭС военного назначения.

Цель указанной деятельности – обеспечение радиочастотным спектром состоящих на вооружении, разрабатываемых и перспективных РЭС военного назначения для их устойчивого и эффективного функционирования при выполнении поставленных перед ними задач в условиях непрерывного развития радиотехнологий и массового применения РЭС гражданского назначения. При этом основное внимание должно быть уделено тому, чтобы в ходе реализации конверсии РЧС обеспечивалась непрерывность функционирования действующих средств и систем военного назначения при их модернизации или переводе в другие полосы частот, а также улучшались их качественные характеристики.

Одним из важнейших направлений деятельности радиочастотных органов Министерства обороны является планомерное отстаивание интересов МО как на национальном, так и на международном уровнях
Фото: Илья МОИСЕЕНКО

В настоящее время выделяют шесть основных методов конверсии РЧС, которые могут применяться для конкретной полосы частот отдельно или в комплексе. К ним относятся организационные методы, не предполагающие модернизацию действующих РЭС, технические методы, предполагающие частичную или глубокую модернизацию действующих РЭС, а также метод, заключающийся в полном выводе РЭС военного назначения из конверсируемой полосы частот.

Неснижение эффективности группировок ПВО в результате проведения конверсии РЧС – основной критерий приемлемости варианта конверсии для Минобороны России. Формирование приемлемых вариантов конверсии РЧС и выбор наиболее предпочтительных из них – задача сложная и комплексная. Для ее решения необходимо совершенствование существующего и разработка нового информационного, научно-методического и программного обеспечения.

Без этого невозможно обоснование вариантов конверсии РЧС, приемлемых для Минобороны, и отстаивание интересов Минобороны в процессе регулирования использования РЧС.

Формирование альтернативных вариантов конверсии РЧС и оценка их приемлемости и эффективности, безусловно, должны проводиться в тесном взаимодействии разработчиков РЭС военного назначения, специалистов видовых НИУ и радиочастотных органов Минобороны России.

При этом варианты конверсии РЧС должны разрабатываться на основе следующих принципов: практическая реализуемость, приемлемые сроки и стоимость реализации, неснижение эффективности систем военного назначения и достаточность высвобождаемого РЧС для внедрения перспективных радиотехнологий гражданского назначения.

На настоящее время в НИЦ ПВО (г. Тверь) 4-го ЦНИИ Минобороны России разработан комплекс программных средств (КПС) «Анализ ЭМС», предназначенный для всестороннего анализа ЭМС РЭС различного назначения, обоснования мероприятий по обеспечению ЭМС РЭС, анализа загрузки РЧС в конкретных полосах частот и территориальных районах. Блок-схема комплекса приведена на рис. 3.

Рис. 3

Основные функциональные возможности комплекса:

• ведение баз данных тактико-технических характеристик типовых РЭС, норм их частотно-территориального разноса (ЧТР) и радиоэлектронной обстановки (РЭО) в различных территориальных районах;
• определение потенциально несовместимых РЭС, анализ ЭМС РЭС в дуэльной ситуации и расчет норм их ЧТР;
• детерминированная и вероятностная оценка ЭМС РЭС с учетом принципов их применения и топографических свойств местности (рельеф, растительность, искусственная застройка, пр.);
• расчет и построение зон ЭМС для стационарных и мобильных РЭС;
• обеспечение ЭМС РЭС за счет оптимального назначения рабочих частот РЭС, групп независимых частот, оптимального выбора мест установки;
• определение минимальной ширины полосы частот, достаточной для обеспечения ЭМС РЭС;
• определение частотных, энергетических и пространственных ограничений на РЭС гражданского назначения, работающих в полосах частот категории «ПР», в интересах обеспечения беспомеховой работы РЭС военного назначения;
• оценка частных и интегральных показателей загрузки РЧС в анализируемой полосе частот и заданных регионах России.

Многолетний опыт практического применения КПС для решения широкого круга задач в области ЭМС РЭС при выполнении директивных заданий командования и различных НИР подтвердил достоверность получаемых результатов и вырабатываемых предложений.

Однако перечисленные функциональные возможности КПС «Анализ ЭМС» далеко не в полной мере перекрывают перечень задач, которые необходимо решать на этапе выполнения научно-исследовательских работ по конверсии РЧС. Для анализа приемлемости тех или иных вариантов конверсии РЧС одним из важных направлений является разработка математических моделей функционирования средств, комплексов и систем ПВО (ВКО) в условиях воздействия непреднамеренных радиопомех. Разработка таких моделей непосредственно в КПС «Анализ ЭМС» нецелесообразна.

Поэтому была проведена работа по реализации взаимодействия КПС «Анализ ЭМС» с разрабатываемыми в НИЦ ПВО 4-го ЦНИИ МО РФ комплексами математических моделей (КММ) функционирования радиолокационной системы и группировки ПВО (ВКО). Описанию КММ группировки ПВО (ВКО) «Селигер» посвящена статья «Имитационное моделирование ВКО – искусство и наука» («ВКО», № 3, 2011 г.). На рис. 4 приведена схема взаимодействия комплексов.

Рис. 4

Таким образом, при автономном использовании комплекс программных средств «Анализ ЭМС» дает возможность анализировать загрузку конверсируемой полосы частот, вырабатывать условия ее совместного использования с РЭС гражданского назначения, оценивать объем высвобождаемого РЧС при реализации тех или иных вариантов конверсии РЧС. Совместное использование КПС «Анализ ЭМС» с комплексом математических моделей функционирования РЭС и систем военного назначения позволяет исследовать влияние мероприятий конверсии РЧС на эффективность систем военного назначения и тем самым оценивать приемлемость вариантов конверсии РЧС для Минобороны России.