Method for determining intentional interference type in conditions of uncertainty of interference environment based on known models

Abstract

The study aimed to theoretically substantiate a method for the identification of intentional interference types in an uncertain interference environment for software-defined radio systems by using known interference models and formalised analysis of the communication channel state vector. The methodological basis included window calculation of the matched feature vector, their normalisation, signature coding, metric and probabilistic comparison with a template library, threshold rejection of uncertain cases, and model-simulation verification in the streaming architecture of software-defined radio. As a result, a formalised feature space and signature profiles of five basic classes of interference were formed: impulse, broadband noise, harmonic, modulation, and lowvisibility – as stable multi-parameter patterns of common signal indicator changes that ensure class separation in different signal-to-noise ratio modes, bit error probability variability, and spectral power density morphology, and are reproduced in repeated runs with unchanged parameters. The method is implemented in the form of a computational pipeline with a sequence of stages “state vector → event detection → segmentation → signature description → dimensionality reduction → comparison → decision”, where resource-intensive operations are activated only in the presence of an event trigger, and the interfaces between the blocks record a transition from observations to a compact impact signature. The resulting classification rules with membership thresholds and a controlled rejection procedure have been formulated, which transfers new signatures to the accumulation mode and incremental supplementation of the database with subsequent confirmation of profile stability on repeated observations. Simulation testing on a series of parameterised scenarios showed the reproducibility of signature profiles and classification decisions under fixed settings. The practical significance of the study results is determined by the possibility of implementing the method by developers and integrators of embedded software-controlled radio systems and radio monitoring systems for streaming determination of the type of intentional interference based on signature profiles with threshold rejection of unknown cases and controlled replenishment of the signature library.

Метою дослідження було теоретично обґрунтувати метод ідентифікації типу навмисних завад у невизначеній завадовій обстановці для програмно-визначуваних радіосистем шляхом використання відомих моделей завад і формалізованого аналізу вектора стану каналу зв’язку. Методологічна база включила віконне обчислення узгодженого вектора ознак, їх нормалізацію, сигнатурне кодування, метрикне та ймовірнісне порівняння з бібліотекою шаблонів, порогове відторгнення невизначених випадків і модельно-симуляційну перевірку в потоковій архітектурі програмно-визначуваного радіо. У результаті сформовано формалізований ознаковий простір і сигнатурні профілі п’яти базових класів завад – імпульсних, широкосмугових шумових, гармонічних, модуляційних і малопомітних – як стійкі багатопараметричні патерни спільної зміни показників сигналу, що забезпечують роздільність класів у різних режимах співвідношення сигналу до шуму, варіативності ймовірності бітової помилки та морфології спектральної густини потужності і відтворюються при повторних прогонах за незмінних параметрів. Метод реалізовано у вигляді обчислювального конвеєра з послідовністю етапів «вектор стану → детекція події → сегментація → сигнатурний опис → зниження розмірності → порівняння → рішення», де ресурсоємні операції активуються лише за наявності подієвого тригера, а інтерфейси між блоками фіксують однозначний перехід від поточних спостережень до компактної сигнатури впливу. Сформульовано результатні правила класифікації з порогами належності та процедурою керованого відторгнення, що переводить нові сигнатури в режим накопичення та інкрементального доповнення бази із подальшим підтвердженням стабільності профілю на повторних спостереженнях. Симуляційна перевірка на серії параметризованих сценаріїв показала відтворюваність сигнатурних профілів і класифікаційних рішень за фіксованих налаштувань. Практична значущість результатів полягає у можливості впровадження методу розробниками та інтеграторами вбудованих програмно-керованих радіосистем і систем радіомоніторингу для потокового визначення типу навмисної завади за сигнатурними профілями з пороговим відторгненням невідомих випадків та керованим поповненням бібліотеки сигнатур.