Способ противодействия системам извлечения информации, осуществляющим распознавание индивидуальной структуры сигналов, путем искажения формы сигнала
Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в повышении защищенности передаваемой информации от несанкционированного приема системами извлечения информации, использующими индивидуальную структуру излучаемых сигналов. Такой результат достигается тем, что в способе одновременно передают несколько несущих частот. Для выделения сигналов используют способ обработки сигналов с модуляцией частотным или фазовым сдвигом. Каждую из несущих частот дополнительно модулируют амплитудной модуляцией в течение тактового интервала. Передаваемые цифровые данные разбивают на фрагменты, которые содержат установленное заранее число информационных символов. Сигнал модулируют способом модуляции с частотным или фазовым сдвигом в соответствии с входной бинарной последовательностью данных. Символы, принадлежащие одному фрагменту, модулируют с использованием одной из N функций искажений, используемые для искажения формы сигнала. Номер используемой функции искажений определяют в соответствии со значением случайного числа, которое вырабатывается в передающей станции синхронно с принимающей станцией генератором псевдослучайных (ГПС) кодов. В принимающей станции принятый сигнал демодулируют в соответствии с используемым способом модуляции частотным или фазовым сдвигом, демодулируют в соответствии с номером используемой функции искажений, который определяют в соответствии со случайным числом, вырабатываемым в принимающей станции ГПС кодов, который идентичен ГПС кодов передающей станции. 5 ил.
Способ относится к области радиосвязи и может быть использован в средствах связи.
Известен способ маскировки электромагнитного канала утечки речевой информации в цифровых радиолиниях связи, описанный в патенте RU 2699826, H04K 3/00, заключающийся в том, что формируют шумовой (маскирующий) сигнал в требуемом диапазоне частот, выполняют его полосовую фильтрацию, осуществляют предварительное усиление, реализуют его модуляцию низкочастотным шумовым сигналом, усиливают его и излучают в эфир, возбуждая им антенну, при этом сложение мощности маскирующего сигнала и продуктов нежелательной модуляции осуществляется в эфире. Недостатком способа является его недостаточно высокая эффективность противодействия системам извлечения информации, использующих индивидуальную структуру излучаемых сигналов.
Известно цифровое радиоустройство с встроенной маскировкой электромагнитного канала утечки речевой информации, описанное в патенте RU 2696019, H04K 3/00. Технический результат состоит в увеличении защищенности радиоустройства от утечки речевой информации по электромагнитному каналу прямого прохождения, при выполнении требований к электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств при заданных энергетических характеристиках радиосистемы передачи и вероятности ошибочного приема. Недостатком способа является его недостаточно высокая эффективность противодействия системам извлечения информации, использующих индивидуальную структуру излучаемых сигналов.
Известен способ формирования предварительно искаженного сигнала, описанный в патенте RU 2726184, H04B 1/62. Технический результат которого состоит в обеспечении коррекции нелинейности передающего тракта необходимой для повышения эффективности выполнения требований по электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) путем формирования искаженного сигнала. Недостатком способа является неэффективность противодействия системам извлечения информации, использующих индивидуальную структуру излучаемых сигналов.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является способ многочастотной модуляции сигнала, описанный в патенте RU 2565530, H03C 3/00, принятый за прототип.
Способ-прототип заключается в том, что одновременно передают несколько несущих частот, номера которых в течение каждого тактового интервала выбирают из множества N, и каждую из несущих частот в течение тактового интервала дополнительно модулируют фазовой, амплитудной, либо широтной модуляцией, либо их комбинациями. Создают сетку из N частот, в которой шаг сетки частот уменьшен по сравнению с шагом, необходимым для выполнения условия ортогональности, в целое число раз. Номера передаваемых в течение такта несущих частот определяют для сетки частот с уменьшенным шагом, а в случае невыполнения в конкретном тактовом интервале условий ортогональности несущие при передаче сдвигают на требуемое число шагов сетки частот с уменьшенным шагом в необходимую сторону для попадания в точки сетки, в которых обеспечена ортогональность сигналов.
Однако у способа-прототипа недостаточно высокая эффективность противодействия системам извлечения информации, использующих индивидуальную структуру излучаемых сигналов.
Задача предлагаемого способа – повышение защищенности передаваемой информации от несанкционированного приема системами извлечения информации, использующими индивидуальную структуру излучаемых сигналов.
Для решения поставленной задачи в способе противодействия системам извлечения информации, осуществляющим распознавание индивидуальной структуры сигналов, путем искажения формы сигнала, заключающемся в том, что одновременно передают несколько несущих частот, и каждую из несущих частот в течение тактового интервала дополнительно модулируют с использованием амплитудной модуляции, согласно изобретению, для выделения сигналов используют способ обработки сигналов с модуляцией частотным или фазовым сдвигом, шаг сетки частот выбирают из условия обеспечения заданного уровня эффективности используемого способа выделения сигналов; станции осуществляют синхронизацию на этапе вхождения в связь и при каждом изменении значений рабочих частот, при использовании алгоритмов перестройки частоты; последовательность передаваемых цифровых данных в станциях разбивают на фрагменты установленной заранее длины, каждый фрагмент содержит установленное заранее число информационных символов; сигнал, образующий информационный символ, кодируют в соответствии с используемым видом кодирования, модулируют способом модуляции с частотным сдвигом в соответствии с входной бинарной последовательностью данных; символы, принадлежащие одному фрагменту, модулируют с использованием одной из N функций искажений, которые используют для искажения формы сигнала; используют функции искажения, которые удовлетворяют следующим требованиям: среднее значение каждой функции на временном отрезке, который соответствует длительности одного символа, отличается от нулевого значения не более чем на заданную величину; спектральные составляющие, которые образуются при модуляции сигнала с использованием функций искажений, находятся в пределах полосы частот сигнала; функции искажения формы сигнала обеспечивают максимально возможные значения вероятности попарного различения сигналов; максимальное значение амплитуды любой используемой функции искажений не превосходит установленное значение; номер используемой функции искажений определяют в соответствии со значением случайного числа, которое вырабатывается в передающей станции генератором псевдослучайных (ГПС) кодов синхронно с принимающей станцией, ГПС кодов принимающей станции идентичен ГПС кодов передающей станции; частоту сформированного сигнала повышают/понижают до необходимого значения, после чего сигнал усиливают и излучают в пространство; в принимающей станции принятый сигнал демодулируют в соответствии с используемым способом модуляции частотным сдвигом, демодулируют в соответствии с номером используемой функции искажений, который определяют в соответствии со случайным числом, которое в принимающей станции вырабатывается синхронно с передающей станцией ГПС кодов идентичным ГПС кодов передающей станции, и декодируют.
Работа средств связи, реализующих предлагаемый способ, происходит следующим образом.
При вхождении в связь станции осуществляют синхронизацию. В случае использования какого-либо алгоритма изменения рабочей частоты, станции осуществляют синхронизацию при каждом изменении частоты.
Для выделения сигналов используют способ обработки сигналов с модуляцией частотным или фазовым сдвигом.
Работа генераторов псевдослучайных (ГПС) кодов (датчиков псевдослучайных последовательностей (ПСП) чисел) и поддержка их синхронной работы в станциях осуществляется в течение всего времени работы станций. В станциях используют идентичные ГПС кодов. Темп, с которым ГПС кодов вырабатывает случайные числа, устанавливают заранее.
В передающей станции последовательность передаваемых цифровых данных разбивают на фрагменты установленной заранее длины, каждый фрагмент содержит установленное заранее число информационных символов.
Сигнал, образующий информационный символ, кодируют и модулируют, в соответствии с используемыми видами кодирования и модуляции. Сигналы, образующие информационные символы, входящие в один фрагмент, модулируют с использованием одной из N функций искажений, которые используют для искажения формы сигнала.
Используют функции искажения, которые удовлетворяют следующим требованиям:
– среднее значение каждой функции на временном отрезке соответствующем длительности одного символа отличается от нулевого значения не более чем на заданную величину;
– спектральные составляющие, которые образуются при модуляции сигнала с использованием функций искажений, находятся в пределах полосы сигнала;
– искажение формы сигнала обеспечивает максимально возможные значения вероятности попарного различения сигналов;
– максимальное значение амплитуды любой используемой функции искажений не превосходит установленное значение.
Выполнение требования, чтобы среднее значение функции искажения на временном отрезке, соответствующем длительности одного символа, отличалось от нулевого значения не более чем на заданную величину, может быть выполнено путем использования периодических функций, например, гармонических функций.
Выполнение требования, чтобы спектральные составляющие, которые образуются при модуляции сигнала с использованием функций искажений, находились в пределах полосы сигнала, может быть выполнено путем использования периодических функций, например, гармонических функций, соответствующих частот.
Выполнение требования, чтобы искажение формы сигнала обеспечивает максимально возможные значения вероятности попарного различения сигналов, может быть выполнено путем использования системы ортогональных функций, например, гармонических функций вида
cos x, cos 2x, cos 3x, …, sin x, sin 2x, sin 3x, ... (1)
Выполнение требования, чтобы максимальное значение амплитуды любой используемой функции искажений не превосходило установленного значения, выполняется путем использования усилителей с соответствующими коэффициентами усиления.
Номер используемой функции искажений определяют в соответствии со значением случайного числа, которое вырабатывается в передающей станции. В принимающей станцией синхронно с передающей станцией вырабатывают случайное число с использованием ГПС кодов, который идентичен ГПС кодов передающей станции. В принимающей станции в соответствии с выработанным случайным числом определяют номер функции искажений, который использован передающей станцией.
Модуляция сигнала с использованием выбранной функции искажений осуществляется, например, путем модуляции сигнала с использованием выбранной функции искажений в соответствующем модуляторе, на который сигнал проходит через соответствующий электронный ключ, который в этом случае открывают соответствующим управляющим напряжением.
Частоту сформированного сигнала повышают/понижают до необходимого значения, например, путем умножения сигнала в смесителе на гармонический сигнал соответствующей частоты после чего сигнал усиливают фильтруют и излучают через антенну.
В принимающей станции принятый сигнал демодулируют в соответствии с номером используемой функции искажений, который определяют в соответствии со случайным числом, которое в принимающей станции вырабатывается ГПС кодов синхронно с передающей станцией. При использовании амплитудной модуляции демодуляцию, например, при использовании цифровой обработки сигнала осуществляют, вычитая из отсчетов сигнала величины, рассчитанные в соответствии с номером используемой функции искажений.
Затем сигнал демодулируют и декодируют в соответствии с используемыми способами модуляции и кодирования.
В станции, осуществляющей несанкционированный прием информации (НПИ), например, описанной в патенте RU 2 390 946, H04K 3/00 «Широкополосная станция радиотехнической разведки с высокой чувствительностью», принятые символы распознают по индивидуальной структуре излучаемых сигналов, например, способами, описанными в книге «Теоретические основы радиоэлектронной разведки», изд. «Радиотехника», Москва, 2004, стр. 219 – 234.
В такой станции при приеме сигналов, которые были промодулированы с использованием различных функций искажений, к одной и той же информационной последовательности будут относить сигналы, для модуляции которых использованы одни и те же функции искажений.
Таким образом, в станции, осуществляющей НПИ, в информационную последовательность данных, классифицированную как принадлежащую какому-либо одному источнику радиоизлучений (ИРИ), будут включать часть символов из передаваемой последовательности символов. При использовании N функций искажений в одну информационную последовательность будут включать 1/N символов из исходной последовательности.
В результате происходит снижение эффективности несанкционированного приема информации.
Рассмотрим пример устройства для реализации предлагаемого способа. В данном устройстве для выделения сигналов используют способ обработки сигналов с модуляцией частотным сдвигом. Обработку сигнала осуществляют способом корреляционной обработки с компенсацией комбинационных составляющих, который описан в патенте RU 2723300, H04B 1/10.
Структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа, приведена на фиг. 1, где обозначено:
1 – кодер;
2 – модулятор;
3 – блок модуляторов;
4.1, 4.2 – первый и второй смесители;
5 – блок генераторов псевдослучайных (ГПС) кодов;
6 – генератор сетки частот;
7 – устройство управления (УУ);
8.1, 8.2 – первый и второй широкополосные фильтры (ШпФ);
9 – декодер;
10.1, 10.2 – первый и второй генераторы частот;
11 – передатчик;
12 – устройство синхронизации;
13 – блок демодуляторов;
14 – антенна;
15 – демодулятор;
16 – генератор опорных сигналов;
17 – усилитель высоких частот (УВЧ);
18 – полосовой фильтр (ПФ);
19 – усилитель промежуточной частоты (УПЧ).
Устройство содержит последовательно соединенные кодер 1, модулятор 2, блок модуляторов 3, первый смеситель 4.1, первый ШпФ 8.1, передатчик 11 и антенну 14, вход-выход которой является входом-выходом устройства, а вход кодера 1 входом устройства. При этом выход генератора сетки частот 6 соединен с вторым входом модулятора 2; выход блока ГПС кодов 5 соединен с входом устройства управления 7, первый выход которого соединен шиной со вторым входом блока модуляторов 3, второй выход устройства управления 7 соединен шиной со вторым входом блока демодуляторов 13, выход которого соединен с входом устройства синхронизации 12, выход которого соединен с входом декодера 9, выход которого является выходом всего устройства. Кроме того, последовательно соединенные второй ШпФ 8.2, УВЧ 17, второй смеситель 4.2, УПЧ 19, полосовой фильтр 18 и демодулятор 15, выход которого соединен с первым входом блока демодуляторов 13. Выход антенны 14 соединен с входом второго ШпФ 8.2; выход первого генератора частот 10.1 соединен со вторым входом первого смесителя 4.1; выход второго генератора частот 10.2 соединен со вторым входом второго смесителя 4.2; выход генератора опорных сигналов 16 соединен со вторым входом демодулятора 15.
При этом блок модуляторов 3 выполнен с возможностью модулирования сигналов с использованием N функций искажений. Блок ГПС кодов 5 выполнен с возможностью генерирования нескольких псевдослучайных последовательностей (ПСП) чисел. Устройство управления 7 выполнено с возможностью формирования управляющих напряжений, уровень которых задают в соответствии со случайными числами, получаемыми от ГПС кодов 5. Блок демодуляторов 13 выполнен с возможностью демодулирования сигналов, для модулирования которых используют функции искажений.
Устройство работает следующим образом.
В станциях последовательность передаваемых цифровых данных разбивают на фрагменты установленной заранее длины, каждый фрагмент содержит установленное заранее число информационных символов.
В передающей станции после установления связи и синхронизации станций цифровые данные кодируют в кодере 1.
Затем сигнал модулируют в модуляторе 2 с использованием способа модуляции с частотным сдвигом в соответствии с входной бинарной последовательностью данных.
После чего сигнал в блоке модуляторов 3 модулируют с использованием одной из N функций искажений. Номера функций искажений устанавливают в соответствии со случайными числами, которые вырабатываются в блоке ГПС кодов 5.
Номер функции искажений определяют в устройстве управления 7, например, следующим образом.
Определяют значение промежутка
p1=1/N, (1)
где N – число используемых функций искажений.
Формируют отрезок из полуоткрытых промежутков
[0, p1), [p1, 2p1), …, [(N-1)p1, 1]. (2)
После того как в устройство управления 7 поступает случайное число с выхода блока ГПС кодов 5, равномерно распределенное в отрезке [0 – 1], определяют полуоткрытый промежуток, в который попадает случайное число, и соответствующее этому полуоткрытому промежутку значение номера функции искажений
N= ]Lп/p1[, (3)
где: Lп – значение правой границы полуоткрытого промежутка, в который попадает случайное число;
p1 – величина промежутка;
] [ – обозначение функции взятия целой части числа.
Блок модуляторов 3 выполнен в виде устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 2, где обозначено:
3.1.1 – 3.1.n – с первого по n-й электронные ключи;
3.2.1 – 3.2.n – с первого по n-й модуляторы.
Здесь n – количество используемых функций искажений.
Устройство содержит n одинаковых линеек, каждая из которых состоит из соответствующих последовательно соединенных электронного ключа 3.1 и модулятора 3.2. Первые входы электронных ключей с первого 3.1.1 по n-й 3.1.n объединены и являются первым входом блока модуляторов 3. Вторые входы электронных ключей с первого 3.1.1 по n-й 3.1.n объединены в шину управляющих напряжений и являются вторым входом блока модуляторов 3. Выходы модуляторов с первого 3.2.1 по n-й 3.2.n объединены и являются выходом блока модуляторов 3.
Блок модуляторов 3 работает следующим образом.
В устройстве управления 7 в соответствии со случайным числом, полученным от ГПС кодов 5, определяют номер вида модуляции, как номер полуоткрытого промежутка, в который попадает случайное число, равномерно распределенное в отрезке [0 – 1]. В соответствии с этим номером в устройстве управления 7 формируют управляющие напряжения, которые по шине управляющих напряжений подают на вторые входы с первого по
n-ый электронных ключей, например, на первый электронный ключ 3.1.1 подают напряжение, уровень которого обеспечивает его переход в открытое состояние. На вторые входы с второго 3.1.2 по n-й 3.2.n электронных ключей подают напряжения, уровень которых обеспечивает их переход в закрытое состояние. Сигнал через открытый первый электронный ключ 3.1.1 поступает в соответствующий первый модулятор 3.2.1, где модулируется в соответствии с первой функцией искажения.
Амплитудная модуляция сигнала осуществляется любым известным способом, см., например, «Основы теории радиотехнических систем. Учебное пособие. //В. И. Борисов, В. М. Зинчук, А. Е. Лимарев, Н. П. Мухин. Под ред. В. И. Борисова. Воронежский научно-исследовательский институт связи, 2004», стр. 165 – 169.
В цифровом виде амплитудная модуляция сигнала может осуществляться путем сложения отсчетов сигнала с отсчетами функции искажения.
Сформированный сигнал умножают в первом смесителе 4.1 на гармонический сигнал, который формируют в первом генераторе частоты 10.1, и подают на второй вход первого смесителя 4.1. В результате повышают или понижают значение частоты сигнала. Затем сигнал фильтруют первым ШпФ 8.1. После чего сигнал усиливают в передатчике 11 и через антенну 14 излучают в пространство.
Блок ГПС кодов 5 может быть выполнен, например, в виде вычислительного устройства, в котором по каким-либо алгоритмам, рассчитываются значения случайных чисел (см., например, «Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью», В.И. Борисов, В.М. Зинчук, А.Е. Лимарев, Н.П. Мухин, Г.С. Нахмансон, под ред. члена – корреспондента РАН В. И. Борисова. М. «Радио и связь», 2003, стр. 32 – 52).
Устройство управления 7 может быть выполнено, например, в виде устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 3, где обозначено:
7.1 – вычислительное устройство;
7.2 – 7.(2n+1) – с первого по 2n-ый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
Здесь n – число используемых функций искажений.
Устройство содержит вычислительное устройство 7.1, вход которого является входом устройства управления 7, и с первого 7.2 по 2n-й ЦАП 7.(2n+1).
Выходы с первого по 2n-ый вычислительного устройства 7.1 соединены с входами соответствующих с первого 7.2 по 2n-й 7.(2n+1) ЦАП.
Выходы с первого 7.2 по n-й 7.(n+1) ЦАП объединены в шину управляющих напряжений, являющейся первым выходом устройства управления 7.
Выходы с (n+1)-го 7.(n+2) по 2n-й 7.(2n+1) ЦАП объединены в шину управляющих напряжений, являющейся вторым выходом устройства управления 7.
Устройство управления 7 работает следующим образом.
С блока ГПС кодов 5 на вход устройства управления 7 поступают случайные числа, в соответствии с которыми устанавливают номера функции искажений.
В вычислительном устройстве 7.1 формируют цифровые сигналы, которые подают на его выходы с первого по 2n-ый. Эти сигналы преобразуют в аналоговый вид в ЦАП с первого 7.2 по 2n-ый 7.(2n+1) и подают их на выходы устройства управления 7.
В принимающей станции после фильтрации входного сигнала вторым ШпФ 8.2 и его усиления в УВЧ 17 значение частоты сигнала понижают (повышают) путем преобразования его частоты за счет умножения сигнала во втором смесителе 4.2 на гармонический сигнал, поступающий на его второй вход с выхода второго генератора частот 10.2.
Затем сигнал усиливают в УПЧ 19 и фильтруют полосовым фильтром 18.
После чего сигнал подают в демодулятор 15, где его демодулируют.
Демодуляцию сигнала осуществляют способом корреляционной обработки с компенсацией комбинационных составляющих, который описан в патенте RU 2723300, а именно.
Устанавливают заранее значения частотных сдвигов между соседними сигналами так, что значение разности любой пары частот превосходит значение частоты, для которой разность амплитуд амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра нижних частот (ФНЧ) и полосового фильтра становится меньше некоторой заранее заданной величины; обработку сигналов осуществляют одновременно и одинаковым образом в соответствующих линейках, а именно: после умножения на соответствующие опорные сигналы в блоках умножения образуются результаты преобразования сигнала и помехи, каждый из которых разветвляют на две одинаковые составляющие: первую составляющую фильтруют ФНЧ, полоса которого согласована с полосой сигнала; одновременно вторую составляющую фильтруют полосовым фильтром, полосу пропускания которого выбирают следующим образом: верхняя частота полосового фильтра соответствует верхней частоте сигнала; нижнюю частоту полосового фильтра устанавливают максимально близкой к нулевому значению; выбор ФНЧ и полосового фильтра осуществляют с идентичными в максимальной степени фазочастотными характеристиками и так, что АЧХ полосового фильтра в области частот близких к нулю имеет максимально возможную крутизну; в области частот, начиная со значения, для которого разность значений АЧХ ФНЧ и полосового фильтра становится меньше некоторой заранее заданной величины, обеспечивают идентичность их АЧХ в максимальной степени; сигналы, прошедшие ФНЧ и полосовой фильтр, вычитают один из другого в каждой линейке, полученные сигналы преобразуют в цифровой вид в соответствующих АЦП; полученные значения суммируют и запоминают; из полученных сумм находят сумму с максимальным значением; определяют значение порога путем умножения найденного максимального значения на коэффициент, значение которого устанавливают заранее; полученные значения сумм сравнивают с порогом, по результатам сравнения делают вывод о наличии или об отсутствии сигнала с соответствующей частотой.
При демодуляции сигнала используют опорные сигналы, которые подают с генератора опорных сигналов 16 на второй вход демодулятора 15.
Демодулированный сигнал подают в блок демодуляторов 13.
Блок демодуляторов 13 выполнен в виде устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 4, где обозначено:
13.1.1 – 13.1.n – с первого по n-й электронные ключи;
13.2.1 – 13.2.n – с первого по n-й демодуляторы.
Устройство содержит n одинаковых линеек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных соответствующих электронного ключа 13.1 и демодулятора 13.2. Первые входы электронных ключей с первого 13.1.1 по n-ый 13.1.n объединены и являются первым входом блока демодуляторов 13. Вторые входы электронных ключей с первого 13.1.1 по n-ый 13.1.n объединены в шину управляющих напряжений и являются вторым входом блока демодуляторов 13. Выходы демодуляторов с первого 13.2.1 по n-ый 13.2.n объединены и являются выходом блока демодуляторов 13.
Блок демодуляторов 13 работает следующим образом.
В устройстве управления 7 в соответствии со случайным числом, полученным от ГПС кодов 5, определяют номер функции искажений, как номер полуоткрытого промежутка, в который попадает случайное число, равномерно распределенное в отрезке [0 – 1]. В соответствии с этим номером в устройстве управления 7 формируют управляющие напряжения, которые по шине управляющих напряжений подают на вторые входы с первого 13.1.1 по n-ый 13.1.n электронного ключа.
Управляющее напряжение, которое открывает электронные ключи с первого 13.1.1 по n-ый 13.1.n, подают, например, на первый электронный ключ 13.1.1. Сигнал через открытый первый электронный ключ 13.1.1 поступает в соответствующий первый демодулятор 13.2.1, где его демодулируют. В случае использования цифровой обработки сигналов из отсчетов сигнала вычитают соответствующие значения используемой функции искажений. Демодулированный сигнал подают на выход блока демодуляторов 13. После чего сигнал подают в устройство синхронизации 12.
Устройство синхронизации 12 может быть выполнено, например, в виде устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 5 (см. «Основы теории радиотехнических систем. Учебное пособие. // В.И. Борисов, В.М. Зинчук, А.Е. Лимарев, Н.П. Мухин. Под ред. В.И. Борисова. Воронежский научно-исследовательский институт связи, 2004», стр. 222, 223), где обозначено:
12.1 – схема регистрации;
12.2 – фазовый дискриминатор (ФД);
12.3 – интегратор;
12.4 – преобразователь напряжения;
12.5 – генератор тактовых импульсов (ГТИ).
Устройство синхронизации 12 содержит схему регистрации 12.1, выход которой является выходом устройства синхронизации 12, а также последовательно соединенные фазовый дискриминатор 12.2, интегратор 12.3, преобразователь напряжения 12.4 и ГТИ 12.5, первый выход которого соединен со вторым входом схемы регистрации 12.1. Второй выход ГТИ 12.5 соединен со вторым входом фазового дискриминатора 12.2, первый вход которого объединен с входом схемы регистрации 12.1 и является входом устройства синхронизации 12.
Устройство синхронизации 12 работает следующим образом.
В режиме слежения за фазой сигнал с выхода блока демодуляторов 13 подают в фазовый дискриминатор 12.2, на второй вход которого подают сигналы с ГТИ 12.5, управляемого напряжением. Фазовый дискриминатор 12.2 вырабатывает напряжение (напряжение ошибки), знак и амплитуда которого пропорциональны знаку и величине рассогласования фаз (времени) между тактовыми импульсами ГТИ 12.5 и принимаемыми символами. Символ, в данном случае, представляет собой сигнал установленной заранее длительности с полностью известными параметрами, кроме его времени прихода (фазы). Напряжение, поступающее с выхода фазового дискриминатора 12.2, усредняют в интеграторе 12.3 и формируют с его использованием управляющее напряжение в преобразователе напряжения 12.4 таким образом, чтобы рассогласование фаз уменьшилось до минимума. Напряжение с выхода преобразователя напряжения 12.4 поступает в ГТИ 12.5, где формируют соответствующие импульсы.
На выход схемы регистрации 12.1 поступают символы после того, как процесс синхронизации завершают. Схема регистрации 12.1 может быть выполнена, например, в виде электронного ключа, который открывают напряжением, поступающим с ГТИ 12.5. В данном случае преобразователь напряжения 12.4 преобразует напряжение, которое изменяется в пределах от U1 до U2, в напряжение, которое изменяется соответственно в пределах от U3 до U4 по определенной функциональной зависимости.
Сигнал с выхода устройства синхронизации 12 подают в декодер 9, где его декодируют в соответствии с используемым способом кодирования. Декодированный сигнал подают на выход устройства.
Вычислительное устройство 7.1 может быть выполнено, например, в виде единого микропроцессорного устройства с соответствующим программным обеспечением, например, процессора серии TMS320VC5416 фирмы Texas Instruments, или в виде программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), с соответствующим программным обеспечением, например ПЛИС XCV400 фирмы Xilinx.
ЦАП с первого 7.2 по 2n-й 7.(2n+1) могут быть выполнены, например, на микросхеме AD5443YRМ фирмы Analog Devices.
Таким образом, описанное устройство позволяет реализовать способ противодействия системам извлечения информации, в которых используют распознавание индивидуальной структуры сигналов, путем искажения формы сигнала.
Способ противодействия системам извлечения информации, осуществляющим распознавание индивидуальной структуры сигналов, путем искажения формы сигнала, заключающийся в том, что одновременно передают несколько несущих частот, и каждую из несущих частот в течение тактового интервала дополнительно модулируют с использованием амплитудной модуляции, отличающийся тем, что для выделения сигналов используют способ обработки сигналов с модуляцией частотным или фазовым сдвигом, шаг сетки частот выбирают из условия обеспечения заданного уровня эффективности используемого способа выделения сигналов;
станции осуществляют синхронизацию на этапе вхождения в связь и при каждом изменении значений рабочих частот, при использовании алгоритмов перестройки частоты;
последовательность передаваемых цифровых данных в станциях разбивают на фрагменты установленной заранее длины, каждый фрагмент содержит установленное заранее число информационных символов;
сигнал, образующий информационный символ, кодируют в соответствии с используемым видом кодирования, модулируют способом модуляции с частотным сдвигом в соответствии с входной бинарной последовательностью данных;
символы, принадлежащие одному фрагменту, модулируют с использованием одной из N функций искажений, которые используют для искажения формы сигнала;
используют функции искажения, которые удовлетворяют следующим требованиям: среднее значение каждой функции на временном отрезке, который соответствует длительности одного символа, отличается от нулевого значения не более чем на заданную величину; спектральные составляющие, которые образуются при модуляции сигнала с использованием функций искажений, находятся в пределах полосы частот сигнала; функции искажения формы сигнала обеспечивают максимально возможные значения вероятности попарного различения сигналов; максимальное значение амплитуды любой используемой функции искажений не превосходит установленное значение; номер используемой функции искажений определяют в соответствии со значением случайного числа, которое вырабатывается в передающей станции генератором псевдослучайных (ГПС) кодов синхронно с принимающей станцией, ГПС кодов принимающей станции идентичен ГПС кодов передающей станции; частоту сформированного сигнала повышают/понижают до необходимого значения, после чего сигнал усиливают и излучают в пространство; в принимающей станции принятый сигнал демодулируют в соответствии с используемым способом модуляции частотным сдвигом, демодулируют в соответствии с номером используемой функции искажений, который определяют в соответствии со случайным числом, которое в принимающей станции вырабатывается синхронно с передающей станцией ГПС кодов идентичным ГПС кодов передающей станции, и декодируют.
