3.1. Относительные методы в SETI.

 Н.Т.Петрович.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

М: Книга-М, 2003.- 108 с.

Классические системы связи являются системами с фиксированными параметрами: параметры приемника в точности соответствуют параметрам передатчика. Это было оправдано, пока использовались системы связи, в которых искажения сигнала при  распространении по линии связи (между приемником и передатчиком) были пренебрежимо малы. Однако с освоением новых диапазонов и появлением новых систем связи выяснилось, что сигнал при распространении испытывает значительные случайные искажения (помимо того, что на него накладывается аддитивная помеха). Это относится к каналу декаметровых волн (многократное отражение от ионосферы), гидроакустическому каналу, передаче сигналов через плазму, сотовым и пейджерным системам связи и др. В таких системах сигнал, испытывающий сильные случайные искажения, принимался приемником с фиксированными параметрами. Для преодоления этого противоречия автором разработаны относительные методы передачи информации, которые нашли применение, прежде всего, в дискретных (цифровых) системах связи.

Возможность применения относительных методов основывается на том, что в средах, в которых распространяется сигнал, флуктуации их свойств  (приводящие к случайным искажениям сигнала) происходят относительно медленно по сравнению с длительностью отдельных посылок. Это позволяет в нестационарной среде выбрать область [Δt x Δf] (t - время, f - частота), в  которой свойства среды меняются незначительно, практически их можно считать неизменными. Автор назвал эту область квадратом стационарности Если две соседние посылки, например, опорный сигнал и информационный, находятся внутри квадрата стационарности, то при распространении в среде их параметры будут меняться одинаково, и, следовательно, относительное значение параметров будет сохраняться.

Первой системой передачи дискретных сигналов с использованием относительного метода была система относительной фазовой манипуляции ОФМ. В классических системах фазовой модуляции передача «0» кодируется фазой φ, а передача «1» кодируется фазой φ+ 180⁰.

При распространении сигнала фаза испытывает случайные флуктуации, что приводит к ошибкам при приеме сообщения. В системе ОФМ информация кодируется не значением фазы данной посылки, а относительным значением фаз двух соседних посылок. Например, для кодирования «1» фазы двух соседних посылок должны совпадать (разность фаз равна нулю), а при кодировании «0» фазы должны быть сдвинуты на 180⁰. Соответственно, на приемном конце линии связи, если фазы данной и предшествующей посылок совпадают, то декодируется «1», если они в противофазе - декодируется «0».  Поскольку две соседние посылки находятся внутри «квадрата стационарности», фазы их при распространении в среде меняются одинаково, и разности фаз остаются постоянными, чем и обеспечивается отсутствие ошибок на приеме. В этой системе роль опорного сигнала выполняет сама предшествующая посылка, так что здесь можно обойтись без опорного сигнала.

Описаны различные остроумные модификации системы ОФМ, разработанные автором и его учениками для решения конкретных связных задач; системы с относительной частотной манипуляцией ОЧМ, относительной амплитудной манипуляцией ОАМ и комбинированные системы, в которых используется ОФМ и ОЧМ и др.  Поскольку автор принимал личное участие в разработке этих систем, изложение ведется из первых рук, очень живо и интересно.

Заключительная глава книги посвящена приложению относительных методов к проблеме связи между космическими цивилизациями. Поскольку при распространении в межзвездной среде сигнал испытывает искажения  (частоты, фазы и интенсивности), то применение относительных методов является оправданным.

 Особенность межцивилизационной связи состоит в том, что передаче информации должна предшествовать обучающая программа, знакомящая получателя с языком цивилизации-отправителя. Такие языки-посредники, типа ЛИНКОС, по необходимости содержат большое число различных символов. Для их кодирования автор предлагает использовать временные интервалы, отмечая начало и конец каждого интервала разделительными импульсами. Длительность отрезков может измеряться по отношению к эталонному интервалу (относительный метод). Для сокращения числа используемых временных интервалов можно одинаковые интервалы «окрашивать» в разный «цвет», помечая их различным числом разделительных импульсов (интервальное кодирование с окрашиванием).

Другая особенность состоит в том, что передача должна быть ДЛИТЕЛЬНОЙ. Это диктуется двумя обстоятельствами: повышением вероятности приема (совпадение по времени на передаче и приеме) и необходимостью использования метода накопления, так как сигнал может находиться под шумами. Для того, чтобы облегчить его выделение, отправитель должен использовать периодический сигнал в виде синусоидального колебания или периодической последовательности импульсов. Этот метод целесообразно использовать для передачи относительно небольшого объема информации (например, при передаче позывных).

При передаче изображений с Земли другим цивилизациям использовался  «метод телевизионной развертки» Дрейка - передача временной последовательности импульсов (0,1), общее число которых равно произведению двух простых чисел, которые и определяют параметры развертки (число строк и столбцов). Отдавая дань остроумию этого метода, автор указывает на его существенный недостаток, состоящий в том, что при распространении в межзвездной среде некоторое число импульсов может быть потеряно (или добавлено), что не дает возможность получателю определить параметры развертки. Автор предлагает производить развертку в координатах (частота - время). Каждый элемент горизонтальной строки матрицы изображения передается на своей несущей частоте, а вертикальный столбец образуется размещением посылок по времени в соответствии с передаваемым изображением.

Использование относительных методов в этой системе позволяет значительно сократить число используемых частот (в пределе до двух значений). Могут использоваться относительная фазовая манипуляция ОФМ (или ее разновидность ОФМ-2), относительная частотная манипуляция ОЧМ и др. Это надо принимать во внимание при поисках сигналов ВЦ, а также передаче сообщений другим цивилизациям.

Библиография 58 назв.