spectrum (tipo de escenario)

Tipo de escenario del motor v0.40.0, familia Jamming, spoofing y el espectro. Orientativo: resultado de análisis de una herramienta de investigación e ingeniería, no un equipo de navegación homologado ni un servicio de seguridad de la vida humana. Toda etiqueta aquí es del motor o de la matriz de verificación; un tipo de escenario es MODELLED salvo que la matriz diga otra cosa (cómo se obtiene una etiqueta: la sección Evidence del README).

Qué hace#

Modelo de espectro en banda L y cascada: toda la banda L de GNSS como una única densidad espectral de potencia (PSD), con la frecuencia en horizontal y el tiempo hacia abajo, sobre una cronología programada de inhibidores. SEÑALES: GPS L1 C/A y L2C (BPSK(1)), servicio abierto Galileo E1 (MBOC(6,1,1/11) o BOC(1.1)), GPS L5 y Galileo E5a (BPSK(10)), cada una en su portadora con la potencia recibida mínima de la especificación de interfaz (IS-GPS-200, IS-GPS-705, Galileo OS SIS ICD) salvo que se sustituya; GLONASS, BeiDou y Galileo E6 no se modelan. INHIBIDORES: tono de onda continua, ruido de banda estrecha plano, chirp lineal en diente de sierra y ruido de banda ancha adaptado a la propia modulación de una banda, cada uno con un centro, un ancho de banda, una potencia recibida (directa, o PIRE y distancia mediante la pérdida de trayecto en espacio libre del tipo de escenario de jamming) y tiempos de encendido y apagado. Cada inhibidor se puntúa frente a cada banda por su coeficiente de separación espectral kappa sobre el ancho de banda del receptor, y (C/N0)_eff = [1/(C/N0) + sum (J/S) kappa]^-1; para un inhibidor, esto equivale a la ecuación antiinterferencia del tipo de escenario de jamming con Q = 1/(R_c kappa), y el informe lleva esa comprobación cruzada (y la cifra de Q representativa del tipo de escenario de jamming a su lado). El suelo de ruido es k T_sys con T_sys = T_ant + 290 K (F - 1). La cascada promedia cada celda sobre su intervalo y su fila (los chirps con exactitud, barridos completos más el parcial; los inhibidores que conmutan a mitad de fila, según su ciclo de trabajo), de modo que la cronología de C/N0 y la imagen salen de los mismos números; result.json lleva la cuadrícula promediada por bloques en potencia, C/N0 y J/S por banda y fila, y por inhibidor y banda el SSC, Q, J/S, J/S en banda y C/N0 estacionaria. [iq] opcional: el modelo dibujado como IQ complejo en un instante, escrito y leído de vuelta desde una grabación SigMF (cf32_le o ci16_le) y comparado con una estimación de Welch. [recording] opcional (compilaciones nativas): la PSD de Welch de una grabación SigMF real junto al modelo. VALIDATED: las PSD de las señales frente a los anchos de lóbulo principal de los libros de texto (BPSK(n) 2n x 1,023 MHz de nulo a nulo; lóbulos de BOC(1.1) centrados en +/-1.023 MHz) y los coeficientes de separación espectral frente a sus formas cerradas de Parseval y la Q de Kaplan & Hegarty = 1 (CW) y 1,5 (adaptada). MODELLED: las potencias de los inhibidores, la cronología, los anchos de banda del frontal, el tratamiento de espectro continuo (sin líneas de código) y la ausencia de AGC, supresión y diagrama de antena.

Una ejecución de scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml se resume así: escenario spectrum | 5 bandas | 3 inhibidores | suelo de ruido -202.0 dBW/Hz | peor banda gps-l1ca C/N0 mínima 3,2 dB-Hz (J/S 60,2 dB)

Entradas#

Del esquema (kshana kinds --json):

• Campos obligatorios: ninguno
• Campos opcionales: seed, duration_s, step_s, receiver, grid, bands, jammers, iq, recording

El ejemplo scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml establece, entre otros:

Ejecútelo#

kshana scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml

3 escenarios incluidos usan este tipo de escenario; los demás están en scenarios/.

Qué proporciona#

Los resultados escalares de esa ejecución, con las unidades que indica el motor:

Etiqueta del resultado (la del motor): MODELLED: una densidad espectral de potencia en banda L construida a partir de espectros de señal de forma cerrada (VALIDATED frente a los anchos de lóbulo principal de los libros de texto y a los coeficientes de separación espectral), espectros de inhibidores y un suelo de ruido kT, reducida a J/S y C/N0 efectiva mediante el coeficiente de separación espectral. Las potencias de los inhibidores, t

Evidencias#

MODELLED 3 · VALIDATED 2: las filas de la matriz de verificación que nombran este tipo de escenario.

• VALIDATED Densidades espectrales de potencia de área unitaria de GPS L1 C/A y L2C (BPSK(1)), GPS L5 y Galileo E5a (BPSK(10)), BOC(1.1) seno y Galileo E1 MBOC(6,1,1/11) (navsignal::Modulation::psd, con una variante MBOC añadida), sus nulos localizados numéricamente y
• MODELLED El tipo de escenario spectrum: una cuadrícula de frecuencia por tiempo de la densidad espectral de potencia en banda L (suelo térmico k T_sys con T_sys = T_ant + 290 K (F - 1), las señales en sus potencias recibidas mínimas de la especificación de interfaz, y de onda continua, de banda estrecha
• VALIDATED sigmf: lectura y escritura de grabaciones Signal Metadata Format (JSON .sigmf-meta con los campos core global, captures y annotations; .sigmf-data en bruto como cf32_le, ci16_le o ci8, los decodificadores de enteros compartidos con realdata::iqif::load_iq), todo en s
• MODELLED El tipo de escenario spectrum ampliado más allá de la banda L: bandas dadas como un diseño de señal preajustado (dibujado con cada componente, limitado en banda al ancho de banda de transmisión, con C/N0 y J/S referidos al componente seguido) o como una portadora y una modulación personalizadas Pruebas: leo_signal_reference.rs.
• y 1 más en la matriz.

Las filas que la propia ejecución puso a prueba, con la referencia independiente que da la matriz a cada una (las fuentes públicas se nombran allí):

• MODELLED Determinista, con hash de escenario, SBOM + barreras golden multiplataforma. Referencia independiente (ExternalDataset): ajuste a la norma del SBOM al esquema JSON oficial de CycloneDX 1,5 (+ identificadores SPDX válidos) — un estándar externo publicado, cero errores de validación en todo el grafo de dependencias; la parte de determinismo de FoM / reproducibilidad byte a byte sigue siendo una comprobación de autoconsistencia fijada, por lo que la fila sigue siendo MODELLED
• PARTNER No se proporciona — Kshana modela las prestaciones de la señal, no el hardware de carga útil ni de antenas. Referencia independiente (NoneKind): ninguna: una disciplina propiedad del socio, sin módulo ni prueba por diseño
• VALIDATED Densidades espectrales de potencia de área unitaria de GPS L1 C/A y L2C (BPSK(1)), GPS L5 y Galileo E5a (BPSK(10)), BOC(1.1) seno y Galileo E1 MBOC(6,1,1/11) (navsignal::M. Referencia independiente (ExternalDataset): Valores publicados de libros de texto: el lóbulo principal de BPSK(n) de 2n x 1,023 MHz de nulo a nulo y los coeficientes antiinterferencia Q = 1 para un inhibidor de banda estrecha (CW) y Q = 1,5 para un inhibidor de espectro ensanchado adaptado a C/A (Kaplan & Hegarty, Understanding GPS/GNSS, 3.ª ed., sección 9,4); los lóbulos principales de BOC(m,n) centrados en más o menos m x 1,023 MHz (Betz, Binary Offset Carrier Modulations for Radionavigation, NAVIGATION 48(4), 2001); el
• MODELLED El tipo de escenario spectrum: una cuadrícula de frecuencia por tiempo de la densidad espectral de potencia en banda L (suelo térmico k T_sys con T_sys = T_ant + 290 K (F - 1), las señales en las. Referencia independiente (InternalConsistency): Reducción a la ecuación antiinterferencia y al balance de enlace del tipo de escenario jamming existente (el mismo código, llamado con las mismas entradas), y la forma cerrada del suelo de ruido k T0 F. Los espectros de señal subyacentes son la fila validada anterior; las potencias de los inhibidores, la cronología y los anchos de banda del frontal son entradas del escenario, los espectros son continuos (sin líneas de código de ensanchamiento), y ningún control automático de ganancia, supresión ni diagrama de antena actúa sobre el j
• VALIDATED sigmf: lectura y escritura de grabaciones Signal Metadata Format (JSON .sigmf-meta con los campos core global, captures y annotations; .sigmf-data en bruto como cf32_le, ci1. Referencia independiente (ExternalDataset): scipy 1.18.1 scipy.signal.welch (BSD-3-Clause) con la misma ventana de Hann periódica, solapamiento, escalado de densidad, sin eliminación de tendencia y promedio de media bilateral: cada intervalo dentro de 1e-12 relativo (observado 6.0e-14) sobre 27 casos, con los recuentos de segmentos tomados del propio espectrograma de scipy. sigmf-python 1.13.0 (LGPL-3.0, ejecutado como herramienta) escribe cinco grabaciones de terceros (cf32_le, ci16_le, ci8, dos capturas con anotaciones, una de desfase no nulo

Limitaciones#

Lo que el propio informe de la ejecución dice que no está modelado o no está validado:

• estructura de líneas del código de ensanchamiento (por ejemplo las líneas de 1 kHz de C/A): los tonos se puntúan frente a la envolvente suave (resultado not_modelled[0])
• control automático de ganancia, cuantificación, supresión de pulsos y filtrado de muesca (resultado not_modelled[1])
• el diagrama de la antena receptora hacia el inhibidor más allá de una única cifra de ganancia (resultado not_modelled[2])
• interferencia de acceso múltiple dentro del sistema entre satélites de una misma banda (resultado not_modelled[3])
• GLONASS G1/G2, BeiDou B1/B2 y Galileo E6 (resultado not_modelled[4])
• las emisiones de una señal diseñada fuera de su ancho de banda de transmisión: su espectro se trunca allí, de modo que ninguna emisión fuera de banda llega a una banda vecina (resultado not_modelled[5])
• el efecto de un chirp sobre el lazo con velocidades de barrido comparables al ancho de banda del lazo: su C/N0 usa el espectro promediado por filas (resultado not_modelled[6])
• MODELLED: una densidad espectral de potencia en banda L construida a partir de espectros de señal de forma cerrada (VALIDATED frente a los anchos de lóbulo principal de los libros de texto y a los coeficientes de separación espectral), espectros de inhibidores y un suelo de ruido kT, reducida a J/S y C/N0 efectiva mediante el coeficiente de separación espectral. Las potencias de los inhibidores, la cronología y los anchos de banda del frontal son entradas del escenario, no mediciones. (resultado label)

Véase también#

• Página de familia: Jamming, spoofing y el espectro
• Todos los tipos de escenario: KINDS.md
• Página de tema: LEO-PNT.md
• Página temática: LEO-SIGNAL.md