DE19621925B4

DE19621925B4 - Verfahren zur Identifizierung von Frequenzsprungsendern

Info

Publication number: DE19621925B4
Application number: DE19621925A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Henkel
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2016-06-01
Also published as: DE19621925A1

Abstract

Verfahren zur Identifizierung von Frequenzsprungsendern, die in einem vorgegebenen Frequenzbereich auf schnell wechselnden Sendefrequenzen senden, bei dem für jede Frequenz des Frequenzbereiches jeweils die Parameter
– Frequenz
– Einfallsrichtung,
– Verweildauer,
– und gegebenenfalls Empfangspegel
ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass entweder die Parameter
– Einfallsrichtung,
– Verweildauer,
– und gegebenenfalls Empfangspegel
als Frequenzdiagramme in Abhängigkeit von der Frequenz oder
die Parameter
– Frequenz
– Verweildauer,
– und gegebenenfalls Empfangspegel
als Peilwinkeldiagramme in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung jeweils mit gleichem Frequenz- bzw. Peilwinkel-Maßstab auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung übereinander dargestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung von Frequenzsprungsendern, die in einem vorgegebenen Frequenzbereich auf schnell wechselnden Sendefrequenzen senden.
In der Nachrichtentechnik werden zur Verhinderung des unberechtigten Abhörens einer Nachricht sogenannte Frequenzsprungsender benutzt, die auf schnell wechselnden Sendefrequenzen nach einem nur dem berechtigten Empfänger bekannten Frequenzschema die Nachricht senden (Frequency Hopping). Für nicht berechtigte Benutzer ist es schwierig, solche Frequenzsprungsender zu identifizieren.

Aus der GB 2 258 775 A ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Amplituden- bzw. Phasenspektrum des breitbandig empfangenen Signalgemischs bestimmt wird und anschließend eine Datenreduktion vorgenommen wird und das so gewonnene Spektrum dann ausgewertet wird. Dazu wird eine gleichzeitige Beobachtung des gesamten Frequenzbereichs durchgeführt.

Aus der DE 43 17 242 A1 ist ein ähnliches Verfahren zur Identifizierung von Frequenzsprungsendern bekannt, bei welchem die ermittelten Parameter Einfallsrichtung und Frequenz auf einer Anzeigeeinrichtung in Zuordnung zueinander dargestellt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren aufzuzeigen, mit dem solche unbekannte Frequenzsprungsender identifiziert werden können.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Benutzer entweder von Hand unter Verwendung von Cursorn am Bildschirm der Anzeigeeinrichtung sofort jeden beliebigen Frequenzsprungsender des abgesuchten Frequenzbereiches identifizieren und zwar über den Parameterpeilwert und Verweilzeit und gegebenenfalls auch noch unter Hinzuziehung des Parameterpegels. Auch eine vollautomatische Identifizierung ist erfindungsgemäß möglich, indem durch entsprechende Umsortierung der einzelnen Parameter unmittelbar eine Anzeige der Parameterverweilzeit, Frequenz und gegebenenfalls Pegel in Abhängigkeit vom Azimut auf dem Bildschirm dargestellt wird, so daß der Benutzer unmittelbar aus diesen Darstellungen jeden beliebigen Frequenzsprungsender identifizieren kann. Durch Identifizierung können einzelne Frequenzsprungsender voneinander getrennt oder einander zugeordnet werden. Gemäß der Erfindung ist auch eine Identifizierung von unterschiedlichen jedoch gleichzeitig aktiven Frequenzsprungsendern möglich. Außerdem ist eine Identifizierung möglich, auch wenn die Verweilzeit des Frequenzsprungsenders variabel ist. Die Identifizierung kann auch erfolgen, wenn mehrere Frequenzsprungsender mit dem gleichen Sendegerät ausgerüstet sind, also gleiche Verweilzeit besitzen und die gleiche Anzahl von Einzelfrequenzen (Hoppset) verwenden. Wenn zwei Sender gleichzeitig mit dem gleichen Funkgerät und der gleichen von Einzelfrequenzen senden und aus der gleichen Richtung am Auswertort einfallen, kann zusätzlich über den Pegel die Trennung erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie besteht aus einem üblichen Hochfrequenzpeiler 1, beispielsweise einem nach dem Prinzip der Fast-Fourier-Transformation (FFT) arbeitenden Peiler, und einem Zeit/Frequenz (Time/Frequency, TF)-Analysator 2, Peiler und TF-Analysator sind mit einer gemeinsamen Ablaufsteuerung 3 verbunden, die ihrerseits mit einer Anzeigeeinrichtung 4 verbunden ist. In dieser Ablaufsteuerung werden die Ergebnisse des TF-Analysators (Frequenz, Verweilzeit und Pegel) aus der ZF-Lage in die Originalfrequenzlage umgesetzt.
Ein Peiler 1 dieser Art ist beispielsweise beschrieben in "Neues von Rohde & Schwarz", Heft 146, 1994/III, Seite 26 bis 28.
Der Suchbereich des Peilers ist auf die Bandbreite des TF-Analysators angepaßt.
Mit der Anordnung nach 1 können innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereiches für jede Frequenz jeweils die Parameter

– Frequenz
– Einfallsrichtung
– Verweildauer
– Empfangspegel

4

2

5

4

6

7

8

Zur Identifizierung werden die sich laufend ändernden Diagramm-Anzeigen gemäß 2 kurzzeitig eingefroren, wenn auf dem Bildschirm ein signifikanter Inhalt angezeigt wird. Dann wird mittels eines horizontalen Cursors 9 bzw. 10 der mittlere Azimutwert Φ1 bzw. Φ2 aus den gegebenenfalls streuenden Peilwerten, die im Diagramm 6 als Punkte dargestellt sind, bestimmt. Dann wird mittels eines vertikalen Cursors 11 für jeden der Peilwerte für den gleichen mittleren Azimutwert der korrespondierende Punkt beispielsweise der Verweilzeit im untersten Diagramm ermittelt. Die vertikale Cursorlinie 11 deckt sich mit dem Pegel im Diagramm 7 und gibt damit auch die Größe des Pegels dieses ausgewählten Senders wieder. Auf diese Weise wird festgestellt, welche Punkte der einzelnen Diagramme 6, 7 und 8 miteinander korrespondieren, Meßpunkte, die nicht auf der vertikalen Cursorlinie 11 liegen, bleiben unberücksichtigt.
Auf diese Weise kann ein Betrachter des Bildschirmes 5 der Anzeigeeinrichtung jeden beliebigen Frequenzsprungsender identifizieren, nämlich den Azimutwert, die Verweilzeit und gegebenenfalls auch den Pegel. In dem dargestellten Beispiel mit der in 2 eingezeichneten Cursorlinie 11 kann der Benutzer also beispielsweise feststellen, daß ein bei der Frequenz F1 sendender Frequenzsprungsender aus der Einfallsrichtung von 240° sendet, einen Pegel von beispielsweise 10 dBμV besitzt und eine Verweilzeit von 5 ms (Pulsdauer) besitzt. Durch Verschieben der vertikalen Cursorlinie 11 kann der Benutzer dann außerdem feststellen, daß für den gleichen Azimutwert von 240° ein Frequenzsprungsender mit einer Verweilzeit von 2 ms, 5 ms und 4 ms empfangen wird, aus dieser Einfallsrichtung also ein Sender mit variabler Verweilzeit, wie dies in dem Diagramm 8 eingezeichnet ist. Für die Einfallsrichtung von 90° wird dagegen ein Sender mit konstanter Verweilzeit festgestellt.
Die Haltezeit für die Anzeigepunkte der drei Diagramme nach 2 sind in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen (Anzahl der gleichzeitig aktiven Sender) in geeigneter Weise gewählt, bei kleiner Haltezeit kann ein großes Verkehrsaufkommen bewältigt werden, es werden dann Mehrdeutigkeiten insbesondere bei gleichem Hoppset minimiert. Solche Mehrdeutigkeiten sind zu erwarten, wenn mehrere Frequenzsprungsender das gleiche Hoppset verwenden, da dann die Möglichkeit besteht, daß gleiche Frequenzen in kurzen Zeitabständen von verschiedenen Sendern benutzt werden. Wenn die Haltezeit für die Anzeigepunkte zu groß gewählt wird, werden beispielsweise zwei Peilergebnisse auf einer Frequenz dargestellt, das Ergebnis wäre dann mehrdeutig, da keine Zuordnung der Verweilzeit mehr möglich ist. Dies wird durch Verringerung der Haltezeit vermieden.
Der TF-Analysator 2 erfaßt die Signalpegel innerhalb seiner Bandbreite in Echtzeit, der FFT-Peiler sucht den Frequenzbereich ab, der durch die Bandbreite des FT-Analysators bestimmt wird. Dadurch werden weniger Peilwertpunkte als Verweilzeit-Punkte dargestellt; um auch die Peilwertpunkte zu erhöhen kann der FFT-Peiler unmittelbar über den TF-Analysator gesteuert werden, der Art, daß der FFT-Peiler nur auf denjenigen Frequenzen eine Peilung durchführt, bei denen über den TF-Analysator ein Pegel festgestellt wird. Ein Suchen auf allen Frequenzen innerhalb des Bandes des TF-Analysators wird also nur bei starker Belegung des Frequenzbandes durchgeführt.
3 zeigt die Erweiterung der Anordnung nach 1 zu einer automatischen Identifizierungsanordnung.
Die Ablaufsteuerung 3 ist hier mit einem Zwischenspeicher 12 von variabler Haltezeit verbunden, die mit einer Identifizierungseinheit 13 zusammenwirkt, die ihrerseits mit der Anzeigeeinrichtung 4 verbunden ist. 4 zeigt das wieder auf dem Bildschirm 5 dargestellte Ergebnis.
Bei der Anordnung nach 3 werden die einzelnen Parameter Verweilzeit, Pegel, Frequenz und Peilwert gegebenenfalls zusätzlich zusammen mit der momentanen Zeit in einem Zwischenspeicher 12 abgespeichert. Die Haltezeit dieses Zwischenspeichers 12 ist einstellbar, um Mehrdeutigkeiten beim Empfang von mehreren Sendern mit gleichem Hoppset auszuschalten. Die Identifizierungseinheit 13 liest die einzelnen Parameter Verweilzeit, Pegel und Peilwert jeweils mit den Kennungskriterien Frequenz (und gegebenenfalls Zeit) aus dem Zwischenspeicher 12 in entsprechende Register ein. Mittels eines Korrelators innerhalb der Identifizierungseinheit 13 werden die korrespondierenden Parameter Peilwert, Verweilzeit und Pegel anhand des Kennungskriteriums Frequenz (und gegebenenfalls zugehöriger Zeit) zusammengestellt und in eine Matrix eingelesen. 5 zeigt den Aufbau und den Inhalt dieser Matrix. Die Matrix enthält eine Anzahl von festgelegten Azimutkategorien, in welche die Peilwerte eingeteilt sind, in dem Ausführungsbeispiel ist der gesamte Azimutbereich von 360° jeweils in Bereiche von 2° unterteilt. Für jeden Peilwert wird nun jeweils die Verweildauer zusammen mit der Frequenz und der Pegel wiederum zusammen mit der Frequenz einsortiert, wobei gleichzeitig wiederum zusammen mit der Frequenz auch die jeweilige Momentanzeit für jeden Peilwert eingegeben wird. Die einzelnen Parameter werden fortlaufend in die Matrix eingelesen. In der Matrix sind die einzelnen Parameter also jeweils einem bestimmten Azimut zugeordnet und damit ist eine automatische Identifizierung eines Senders möglich. Bei einer gehäuften Ansammlung von Peilwerten in einer oder mehreren Azimutkategorien kann damit ein Sender in dieser Einstrahlrichtung identifiziert werden. Diesem Azimutwert sind dann automatisch Verweildauer, Pegel und Frequenz dieses Senders zugeordnet. Der Parameter Zeit wird vorzugsweise zusätzlich noch in den Registern mitgeführt, um immer eine sichere Zuordnung zu erhalten.
Die in der Matrix abgespeicherten umsortierten Parameter werden gemäß 4 wieder in drei übereinander auf dem Bildschirm dargestellten Diagrammen 14, 15 und 16 dargestellt und zwar jeweils in Abhängigkeit von Azimut, im Diagramm 14 wird die Verweilzeit, im Diagramm 15 die Frequenz und im Diagramm 16 der Pegel dargestellt. Damit kann ein Benutzer sofort feststellen, daß beispielsweise beim Azimut 90° zwei Sender mit verschiedener Verweilzeit in zwei benachbarten Frequenzbändern senden, die auch einen unterschiedlichen Pegel besitzen. Über das Frequenz/Azimut-Diagramm 15 wird unmittelbar das ermittelte Hoppset über dem Azimut der einfallenden Sender dargestellt. Das Pegel/Azimut-Diagramm 16 unterstützt die Entflechtung von mehreren einfallenden Sendern aus der gleichen Empfangsrichtung. Signifikant auftretende Pegelunterschiede geben einen Hinweis darauf, daß aus einer Richtung mehrere Sender empfangen werden.
Gemäß 6 kann auch unmittelbar eine alphanumerische Darstellung des Ergebnisses in der Anzeigeeinrichtung 4 erfolgen, nach Eingabe eines Parameters (z.B. des Parameters Azimut) werden die ermittelten Einzelwerte für diese Einfallsrichtung jeweils alphanumerisch angezeigt (Verweilzeiten, konstant, variabel; Hoppfrequenzbereich, ein oder mehrere Bereiche; Pegel).

Claims

Verfahren zur Identifizierung von Frequenzsprungsendern, die in einem vorgegebenen Frequenzbereich auf schnell wechselnden Sendefrequenzen senden, bei dem für jede Frequenz des Frequenzbereiches jeweils die Parameter – Frequenz – Einfallsrichtung, – Verweildauer, – und gegebenenfalls Empfangspegel ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Parameter – Einfallsrichtung, – Verweildauer, – und gegebenenfalls Empfangspegel als Frequenzdiagramme in Abhängigkeit von der Frequenz oder die Parameter – Frequenz – Verweildauer, – und gegebenenfalls Empfangspegel als Peilwinkeldiagramme in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung jeweils mit gleichem Frequenz- bzw. Peilwinkel-Maßstab auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung übereinander dargestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur manuellen Auswertung der auf dem Bildschirm übereinander dargestellten Frequenzdiagramme mittels eines vertikalen Cursors festgestellt wird, welcher Peilwert des Peilwinkel-Frequenzdiagramms sich jeweils mit entsprechenden Werten des Verweildauer-Frequenzdiagramms und ggf. des Empfangspegel-Frequenzdiagramms decken und für diese so durch Deckung identifizierten Frequenzsprungsender dann die zugehörigen Parameter – Frequenz – Einfallsrichtung, – Verweildauer, – und gegebenenfalls Empfangspegel bestimmt und ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines horizontalen Cursors im dargestellten Peilwinkel-Frequenzdiagramm der Mittelwert der Einfallsrichtung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die automatische Auswertung die Parameter – Einfallsrichtung, – Verweildauer, – und gegebenenfalls Empfangspegel in Zuordnung zum Parameter Frequenz in Registern einer Identifizierungseinrichtung gespeichert werden, aus diesen Registern in eine Matrix eingelesen und dort in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter gleichzeitig noch in Zuordnung zur Zeit in den Registern und in der Matrix gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch Eingabe eines der Parameter automatisch die zugehörigen anderen Parameter in Zuordnung hierzu alphanumerisch angezeigt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter für jede Frequenz des Frequenzbereiches mittels eines Zeit/Frequenz-Analysators und eines Peilers ermittelt werden, die über eine gemeinsame Ablaufsteuereinrichtung in einem Frequenzsuchlauf gesteuert sind, wobei mit dem Peiler jeweils nur bei Frequenzen gepeilt wird, bei denen mittels des Zeit/Frequenz-Analysators Pegelwerte festgestellt werden.