spectrum (scenariotype)

Scenariotype i motoren v0.40.0, familie Jamming, spoofing og spekteret. Veiledende: analyseresultat fra et forsknings- og ingeniørverktøy, ikke typegodkjent navigasjonsutstyr og ikke en safety-of-life-tjeneste. Hver etikett her kommer fra motoren eller verifikasjonsmatrisen; en type er MODELLED med mindre matrisen sier noe annet (hvordan en etikett oppnås: avsnittet Evidence i README).

Hva den gjør#

Spektrummodell og fossefall for L-båndet: hele GNSS L-båndet som én effekttetthet (PSD), frekvens på tvers, tid nedover, over en skriptet tidslinje for jammere. SIGNALER: GPS L1 C/A og L2C (BPSK(1)), Galileo E1 åpen tjeneste (MBOC(6,1,1/11) eller BOC(1 1)), GPS L5 og Galileo E5a (BPSK(10)), hver ved sin bærebølge med minste mottatte effekt fra grensesnittspesifikasjonen (IS-GPS-200, IS-GPS-705, Galileo OS SIS ICD) med mindre den overstyres; GLONASS, BeiDou og Galileo E6 er ikke modellert. JAMMERE: tone med kontinuerlig bølge, flatt smalbåndsstøy, lineær sagtannchirp og bredbåndsstøy tilpasset et bånds egen modulasjon, hver med et senter, en båndbredde, en mottatt effekt (direkte, eller EIRP og avstand gjennom frirommstapet til jamming-typen) og tidspunkter for på og av. Hver jammer vurderes mot hvert bånd med sin spektrale separasjonskoeffisient kappa over mottakerens båndbredde, og (C/N0)_eff = [1/(C/N0) + sum (J/S) kappa]^-1; for én jammer er dette lik anti-jam-ligningen til jamming-typen med Q = 1/(R_c kappa), og rapporten bærer den kontrollen (og tallet for representativ Q i jamming-typen ved siden av). Støygulvet er k T_sys med T_sys = T_ant + 290 K (F - 1). Fossefallet midler hver celle over sin bin og sin rad (chirper eksakt, hele sveip pluss det delvise; jammere som slår om midt i raden etter sin driftssyklus), slik at C/N0-tidslinjen og bildet kommer fra de samme tallene; result.json bærer nettet blokkmidlet i effekt, C/N0 og J/S per bånd per rad, og per jammer per bånd SSC, Q, J/S, J/S i båndet og stabil C/N0. Valgfri [iq]: modellen tegnet som kompleks IQ ved ett tidspunkt, skrevet til og lest tilbake fra en SigMF-opptaking (cf32_le eller ci16_le), og sammenlignet med et Welch-estimat. Valgfri [recording] (native bygg): Welch-PSD-en til en virkelig SigMF-opptaking ved siden av modellen. VALIDATED: signalenes PSD-er mot lærebokens bredder på hovedloben (BPSK(n) 2n x 1,023 MHz null til null; BOC(1 1)-lober sentrert ved +/-1.023 MHz) og de spektrale separasjonskoeffisientene mot sine lukkede former etter Parseval og Kaplan & Hegartys Q = 1 (CW) og 1,5 (tilpasset). MODELLED: jammereffekter, tidslinje, båndbredder i frontenden, behandlingen av kontinuerlig spektrum (ingen kodelinjer) og fraværet av AGC, blanking og antennediagram.

En kjøring av scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml oppsummeres slik: scenario spectrum | 5 bands | 3 jammers | noise floor -202.0 dBW/Hz | worst band gps-l1ca min C/N0 3,2 dB-Hz (J/S 60,2 dB)

Inndata#

Fra skjemaet (kshana kinds --json):

• Påkrevde felt: ingen
• Valgfrie felt: seed, duration_s, step_s, receiver, grid, bands, jammers, iq, recording

Eksempelet scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml angir blant annet:

Kjør den#

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

3 medfølgende scenarioer bruker denne typen; de andre står i scenarios/.

Hva den gir#

Skalarresultatene fra den kjøringen, med enhetene motoren oppgir:

Resultatetikett (motorens): MODELLED: en effekttetthet for L-båndet bygget fra spektre for signaler i lukket form (VALIDATED mot lærebokens bredder på hovedloben og spektrale separasjonskoeffisienter), spektre for jammere og et kT-støygulv, redusert til J/S og effektiv C/N0 med den spektrale separasjonskoeffisienten. Jammereffektene, t

Evidens#

MODELLED 3 · VALIDATED 2: radene i verifikasjonsmatrisen som nevner denne typen.

• VALIDATED Effekttettheter med enhetsareal for GPS L1 C/A og L2C (BPSK(1)), GPS L5 og Galileo E5a (BPSK(10)), sinus-BOC(1 1) og Galileo E1 MBOC(6,1,1/11) (navsignal::Modulation::psd, med en MBOC-variant lagt til), deres numerisk lokaliserte nullpunkter og
• MODELLED Typen spectrum: et nett av frekvens mot tid for effekttettheten i L-båndet (termisk gulv k T_sys med T_sys = T_ant + 290 K (F - 1), signalene ved sine minste mottatte effekter fra grensesnittspesifikasjonen, og kontinuerlig bølge, smalbånd
• VALIDATED sigmf: les og skriv opptak i Signal Metadata Format (JSON .sigmf-meta med kjernefeltene global, captures og annotations; rå .sigmf-data som cf32_le, ci16_le eller ci8, heltallsdekoderne delt med realdata::iqif::load_iq), alt på s
• MODELLED Typen spectrum utvidet utover L-båndet: bånd gitt som en preset-signalutforming (tegnet med hver komponent, båndbegrenset til sendebåndbredden, C/N0 og J/S referert til den sporede komponenten) eller som en egendefinert bærebølge og modulasjon Tester: leo_signal_reference.rs.
• og 1 til i matrisen.

Radene kjøringen selv brukte, med den uavhengige referansen matrisen gir hver (de offentlige kildene er navngitt der):

• MODELLED Deterministisk, scenariohashet, SBOM + gates med gylne verdier på tvers av plattformer. Uavhengig referanse (ExternalDataset): SBOM-overensstemmelse med det offisielle CycloneDX 1,5 JSON Schema (+ gyldige SPDX-identifikatorer), en ekstern publisert standard, null valideringsfeil over hele avhengighetsgrafen; delen om FoM-determinisme / byte-reproduserbarhet er fortsatt en festet selvkonsistenssjekk, så raden forblir MODELLED
• PARTNER Ikke levert — Kshana modellerer signalytelse, ikke nyttelast- eller antennemaskinvare. Uavhengig referanse (NoneKind): ingen: en disiplin som eies av partneren, uten modul og uten test etter utforming
• VALIDATED Effekttettheter med enhetsareal for GPS L1 C/A og L2C (BPSK(1)), GPS L5 og Galileo E5a (BPSK(10)), sinus-BOC(1 1) og Galileo E1 MBOC(6,1,1/11) (navsignal::M. Uavhengig referanse (ExternalDataset): publiserte lærebokverdier: hovedloben til BPSK(n) på 2n x 1,023 MHz null til null og anti-jam-koeffisientene Q = 1 for en smalbåndsjammer (CW) og Q = 1,5 for en spredtspektrum-jammer tilpasset C/A (Kaplan & Hegarty, Understanding GPS/GNSS, 3. utg., avsnitt 9,4); hovedlobene til BOC(m,n) sentrert ved pluss eller minus m x 1,023 MHz (Betz, Binary Offset Carrier Modulations for Radionavigation, NAVIGATION 48(4), 2001); den
• MODELLED Typen spectrum: et nett av frekvens mot tid for effekttettheten i L-båndet (termisk gulv k T_sys med T_sys = T_ant + 290 K (F - 1), signalene ved de. Uavhengig referanse (InternalConsistency): reduksjon til anti-jam-ligningen og lenkebudsjettet i den eksisterende typen jamming (den samme koden, kalt med de samme inndataene), og den lukkede formen for støygulvet k T0 F. Signalspektrene under er den validerte raden ovenfor; jammereffektene, tidslinjen og båndbreddene i frontenden er inndata i scenarioet, spektrene er kontinuerlige (ingen spredningskodelinjer), og ingen automatisk forsterkningsstyring, blanking eller antennediagram virker på jam
• VALIDATED sigmf: les og skriv opptak i Signal Metadata Format (JSON .sigmf-meta med kjernefeltene global, captures og annotations; rå .sigmf-data som cf32_le, ci1. Uavhengig referanse (ExternalDataset): scipy 1.18.1 scipy.signal.welch (BSD-3-Clause) med samme periodiske Hann-vindu, overlapp, tetthetsskalering, uten detrend og toveis middelverdi: hver bin innenfor 1e-12 relativt (observert 6.0e-14) over 27 tilfeller, med antall segmenter hentet fra scipys eget spektrogram. sigmf-python 1.13.0 (LGPL-3.0, kjørt som verktøy) skriver fem tredjepartsopptak (cf32_le, ci16_le, ci8, to opptak med annotasjoner, en ikke-null fir

Begrensninger#

Hva kjøringens egen rapport sier ikke er modellert eller ikke er validert:

• linjestruktur i spredningskoden (for eksempel linjene på 1 kHz i C/A): toner vurderes mot den glatte omhyllingen (resultat not_modelled[0])
• automatisk forsterkningsstyring, kvantisering, pulsblanking og hakkfiltrering (resultat not_modelled[1])
• mottaksantennens diagram mot jammeren utover ett forsterkningstall (resultat not_modelled[2])
• flerbrukerinterferens innad i systemet mellom satellitter i ett bånd (resultat not_modelled[3])
• GLONASS G1/G2, BeiDou B1/B2 og Galileo E6 (resultat not_modelled[4])
• utstrålinger fra et konstruert signal utenfor sendebåndbredden: spekteret er avkortet der, så ingen utstråling utenfor båndet når et nabobånd (resultat not_modelled[5])
• effekten av en chirp på sløyfen ved sveiphastigheter som kan sammenlignes med sløyfens båndbredde: dens C/N0 bruker spekteret midlet over raden (resultat not_modelled[6])
• MODELLED: en effekttetthet for L-båndet bygget fra spektre for signaler i lukket form (VALIDATED mot lærebokens bredder på hovedloben og spektrale separasjonskoeffisienter), spektre for jammere og et kT-støygulv, redusert til J/S og effektiv C/N0 med den spektrale separasjonskoeffisienten. Jammereffektene, tidslinjen og båndbreddene i frontenden er inndata i scenarioet, ikke målinger. (resultat label)

Se også#

• Familieside: Jamming, spoofing og spekteret
• Alle typer: KINDS.md
• Temaside: LEO-PNT.md
• Temaside: LEO-SIGNAL.md