RU2115248C1

RU2115248C1 - Phase-starting device

Info

Publication number: RU2115248C1
Application number: RU95106217A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Никитин; Ю.А. Солотин
Original assignee: Военная академия связи
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1998-07-10
Also published as: RU95106217A

Abstract

FIELD: telecommunication, in particular, transmission of time signals over digital channels. SUBSTANCE: the device uses non-linear sequences featuring an enhanced structural complexity preventing the enemy of calculating the rules of formation of synchronizing signal by intercepted sync message, as well as initial and final combinations. To this end, the transmission unit, with the aid of initial filling transducer 5 and final combination transducer 6, changes the initial and final states of the phase-starting device at each new transmission of synchronizing signal, the rule of formation of synchronizing sequence of a composite structure is assigned by means of non-linear recursion unit 7, and the final state of the phase-starting device matched with the transmission unit is set in the reception unit in final combination transducer 17, information arriving from the synchronizing sequence channel is analyzed with the aid of non-linear recursion unit 16 and comparison unit 9. EFFECT: enhanced reconnaissance and simulation immunity of transmission and reception of synchronizing signals. 14 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике электросвязи, а именно к области передачи сигналов времени по цифровым каналам, и может быть использовано для защиты от ввода ложной информации со стороны противника путем имитации сигналов фазового пуска аппаратуры обмена двоичной информацией. The invention relates to telecommunication technology, and in particular to the field of transmission of time signals via digital channels, and can be used to protect against the entry of false information from the enemy by simulating phase-start signals of binary information exchange equipment.

Известен ряд устройств фазового пуска, принцип работы которых основан на использовании синхронизирующих свойств M-последовательностей. A number of phase start devices are known, the principle of operation of which is based on the use of the synchronizing properties of M-sequences.

Общим недостатком всех этих устройств является слабая разведзащищенность синхронизирующих сигналов, обусловленная низкой структурной сложностью M-последовательностей. A common drawback of all these devices is the weak reconnaissance of synchronizing signals, due to the low structural complexity of the M-sequences.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является известное устройство фазового пуска (Е.М. Мартынов. Синхронизация в системах передачи дискретных сообщений. М.: Связь, 1972, с. 198 - 201), содержащее блок передачи и блок приема, причем в состав блока передачи входят регистр сдвига, соединенный с дешифратором конечной комбинации, сумматор по модулю два, первый вход которого подключен к выходу регистра сдвига, генератор тактовых импульсов, соединенный с тактовым входом регистра сдвига, а в состав блока приема входят регистр сдвига, соединенный с дешифратором конечной комбинации, выход которого подключен к первому входу сумматора по модулю два, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, ключ, управляющий вход которого подключен к выходу порогового блока, а выход подключен к информационному входу регистра сдвига, вход которого подключен к входу узла сравнения, а другой его вход подключен к выходу сумматора по модулю два и к другому входу узла сравнения, счетчик числа совпадений, счетный вход которого подключен к выходу узла сравнения, а его выход подключен к первому входу порогового блока. The closest analogue to the claimed device is a known phase-start device (EM Martynov. Synchronization in discrete message transmission systems. M: Communication, 1972, p. 198 - 201), containing a transmission unit and a reception unit, and the structure of the unit transmissions include a shift register connected to the final combination decoder, an adder modulo two, the first input of which is connected to the output of the shift register, a clock generator connected to the clock input of the shift register, and the shift register connected with a final combination decoder, the output of which is connected to the first input of the adder modulo two, a clock pulse generator, the output of which is connected to the clock input of the shift register, a key whose control input is connected to the output of the threshold block, and the output is connected to the information input of the shift register, the input of which is connected to the input of the comparison node, and its other input is connected to the output of the adder modulo two and to the other input of the comparison node, the counter of the number of matches, the counting input of which is connected to the output of the node avoniya, and its output is connected to the first input of the threshold block.

Начальная и конечная комбинации состояния регистров сдвига в блоке передачи и в блоке приема постоянны и определяются на этапе разработки, исходя из заданной длины синхропоследовательности, которая обеспечивает требуемую вероятность правильного приема синхропосылки. Поскольку дешифраторы конечных комбинаций в блоке передачи и в блоке приема настроены на одну и ту же комбинацию, то при синхронной работе регистров сдвига в блоке передачи и в блоке приема конечная комбинация будет выделена одновременно и запуск аппаратуры передачи цифровой информации будет произведен синхронно. The initial and final combinations of the state of the shift registers in the transmission unit and in the reception unit are constant and are determined at the design stage, based on the given length of the synchronization sequence, which provides the required probability of correct reception of the synchronization package. Since the decoders of the final combinations in the transmission unit and in the reception unit are configured for the same combination, then when the shift registers in the transmission unit and in the reception unit are synchronized, the final combination will be allocated simultaneously and the digital information transmission equipment will be launched synchronously.

Недостатком данного устройства является низкая развед- и имитозащищенность, обусловленная линейными свойствами синхронизирующих M-последовательностей. The disadvantage of this device is the low intelligence and immunity due to the linear properties of synchronizing M-sequences.

Целью изобретения является разработка устройства фазового пуска, обладающего более высокой развед- и имитозащищенностью за счет использования для передачи сигналов синхронизации последовательностей, обладающих повышенной структурной сложностью, исключающей возможность вычисления противником по перехваченной синхропосылке правила формирования синхросигнала, а также начальной и конечной комбинаций. The aim of the invention is the development of a phase start device with higher intelligence and immunity due to the use of sequences with increased structural complexity for transmitting synchronization signals, which excludes the ability of the enemy to calculate the synchronization signal formation rules, as well as the initial and final combinations from the intercepted clock transmission.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство фазового пуска, включающее блок передачи и блок приема, содержащее в блоке передачи регистр сдвига, дешифратор конечной комбинации, сумматор по модулю два и генератор тактовых импульсов, а в блоке приема регистр сдвига, дешифратор конечной комбинации, генератор тактовых импульсов, сумматор по модулю два, узел сравнения, счетчик совпадений, ключ и пороговое устройство, причем в блоке передачи все n выходов регистра сдвига подключены к первой группе из n входов дешифратора конечной комбинации, выход сумматора по модулю два подключен к первому входу регистра сдвига и к каналу связи, к второму входу регистра подключен первый выход генератора тактовых импульсов, третий вход регистра и первый вход дешифратора являются входом команды "Запуск" устройства фазового пуска, выход дешифратора конечной комбинации является выходом устройства фазового пуска, в блоке приема все n выходов регистра сдвига подключены к первой группе из n входов дешифратора конечной комбинации, выход сумматора по модулю два подключен к второму входу ключа и к второму входу узла сравнения, к первому входу которого подключен канал связи, который также подключен к первому входу ключа, выход узла сравнения подключен к первому входу счетчика совпадений, выход которого подключен к первому входу порогового устройства, выход которого подключен к третьему входу ключа и к первому входу дешифратора конечной комбинации, вторые входы порогового устройства и счетчика совпадений являются входами команды "Запуск" устройства фазового пуска, к второму входу регистра и третьему входу счетчика совпадений подключен первый выход генератора тактовых импульсов, к первому входу регистра подключен выход ключа, выход дешифратора конечной комбинации является выходом устройства фазового пуска, дополнительно введены следующие элементы: в блоке передачи датчик начального заполнения, датчик конечной комбинации и нелинейный узел рекурсии, а в блоке приема датчик конечной комбинации и нелинейный узел рекурсии. В блоке передачи все n выходов регистра сдвига подключены к первым n входам нелинейного узла рекурсии, к (n+1)-му входу которого подключен второй выход генератора тактовых импульсов, выход нелинейного узла рекурсии подключен к первому входу сумматора по модулю два. Первый выход регистра сдвига подключен к второму входу сумматора по модулю два. Все n выходов датчика начального заполнения подключены к n установочным входам регистра сдвига, а все n выходов датчика конечной комбинации подключены к второй группе из n входов дешифратора конечной комбинации. В блоке приема все n выходов регистра сдвига подключены к первым n входам нелинейного узла рекурсии, к (n + 1)-му входу которого подключен второй выход генератора тактовых импульсов, выход нелинейного узла рекурсии подключен к первому входу сумматора по модулю два. Первый выход регистра сдвига подключен к второму входу сумматора по модулю два. Все n выходов датчика конечной комбинации подключены к второй группе из n входов дешифратора конечной комбинации. This goal is achieved by the fact that in the phase start device, which includes a transmission unit and a reception unit, containing a shift register, a final combination decoder, an adder modulo two and a clock pulse generator, and a shift register, a final combination decoder, a generator in a reception unit clock pulses, an adder modulo two, a comparison node, a hit counter, a key and a threshold device, and in the transmission unit, all n outputs of the shift register are connected to the first group of n inputs of the decoder of the final combination ii, the adder output modulo two is connected to the first input of the shift register and to the communication channel, the first output of the clock generator is connected to the second input of the register, the third input of the register and the first input of the decoder are the input of the “Start” command of the phase start device, the output of the final combination decoder is the output of the phase start device, in the reception unit, all n outputs of the shift register are connected to the first group of n inputs of the final combination decoder, the output of the adder modulo two is connected to the second input of the key and the second input of the comparison node, to the first input of which a communication channel is connected, which is also connected to the first input of the key, the output of the comparison node is connected to the first input of the coincidence counter, the output of which is connected to the first input of the threshold device, the output of which is connected to the third input of the key and to the first the input of the final combination decoder, the second inputs of the threshold device and the hit counter are the inputs of the “Start” command of the phase start device, to the second input of the register and the third input of the hit counter under the first output of the clock pulse generator is switched on, the key output is connected to the first input of the register, the output of the final combination decoder is the output of the phase start device, the following elements are additionally introduced: the initial filling sensor, the final combination sensor and the nonlinear recursion unit in the transmission unit, and the sensor in the receiving unit finite combination and nonlinear recursion node. In the transmission block, all n outputs of the shift register are connected to the first n inputs of the nonlinear recursion node, to the (n + 1) -th input of which the second output of the clock generator is connected, the output of the nonlinear recursion node is connected to the first input of the adder modulo two. The first output of the shift register is connected to the second input of the adder modulo two. All n outputs of the initial filling sensor are connected to n installation inputs of the shift register, and all n outputs of the final combination sensor are connected to the second group of n inputs of the final combination decoder. In the reception block, all n outputs of the shift register are connected to the first n inputs of the nonlinear recursion node, to the (n + 1) -th input of which the second output of the clock generator is connected, the output of the nonlinear recursion node is connected to the first input of the adder modulo two. The first output of the shift register is connected to the second input of the adder modulo two. All n outputs of the final combination sensor are connected to the second group of n inputs of the final combination decoder.

Нелинейный узел рекурсии в блоке передачи и в блоке приема содержит первый ключ, регистр сдвига, второй ключ, третий ключ, кольцевой регистр сдвига, узел сравнения, причем первые n входов нелинейного узла рекурсии подключены к первым n входам кольцевого регистра сдвига и к первой группе из n входов узла сравнения. Первый вход нелинейного узла рекурсии подключен также к первому входу первого ключа и к первому входу третьего ключа, n выходов кольцевого регистра сдвига подключены к второй группе из n входов узла сравнения. Первый и n-й выходы кольцевого регистра подключены к второму и третьему входам первого ключа, выход которого подключен к первому входу регистра сдвига. Выход регистра сдвига подключен к первому входу второго ключа, выход которого подключен к второму входу третьего ключа. Первый и второй выходы третьего ключа подключены к (n + 1)-му и (n + 2)-му входам кольцевого регистра сдвига, (n + 1)-й вход нелинейного узла рекурсии подключен к вторым входам регистра сдвига и второго ключа. Выход узла сравнения является выходом нелинейного узла рекурсии. The nonlinear recursion node in the transmission block and in the reception block contains the first key, the shift register, the second key, the third key, the ring shift register, the comparison node, and the first n inputs of the nonlinear recursion node are connected to the first n inputs of the ring shift register and to the first group of n inputs of the comparison node. The first input of the nonlinear recursion node is also connected to the first input of the first key and to the first input of the third key, n outputs of the circular shift register are connected to the second group of n inputs of the comparison node. The first and nth outputs of the ring register are connected to the second and third inputs of the first key, the output of which is connected to the first input of the shift register. The output of the shift register is connected to the first input of the second key, the output of which is connected to the second input of the third key. The first and second outputs of the third key are connected to the (n + 1) -th and (n + 2) -th inputs of the circular shift register, the (n + 1) -th input of the nonlinear recursion node is connected to the second inputs of the shift register and the second key. The output of the comparison node is the output of the nonlinear recursion node.

Нелинейные узлы рекурсии в блоках передачи и приема по составу и назначению входящих в них элементов, связям между элементами и принципу работы идентичны, поэтому далее по тексту будет рассматриваться нелинейный узел рекурсии блока передачи. The nonlinear recursion nodes in the transmission and reception units are identical in composition and purpose of the elements included in them, the relationships between the elements and the operating principle are identical, therefore, the non-linear recursion node of the transmission block will be considered later in the text.

Такое построение предлагаемого устройства позволяет формировать на передаче в качестве синхронизирующего сигнала и анализировать по методу "зачетного отрезка" на приеме нелинейную рекуррентную последовательность в отличие от прототипа, где использовалась линейная рекуррентная последовательность (M-последовательность), обладает следующим преимуществом. Повышается имитозащищенность синхронизации, так как для определения структуры нелинейного узла рекурсии противнику необходимо проанализировать последовательность большей длины, чем для прототипа, что потребует увеличения вычислительных затрат при анализе. Повышается разведзащищенность синхронизации, так как при неизвестной структуре нелинейного узла рекурсии и случайном изменении начальных и конечных состояний устройства фазового пуска в блоке передачи и в блоке приема противник не может заведомо определить, какой синхронизирующий сигнал будет использован для очередного запуска. This construction of the proposed device allows you to generate a non-linear recursive sequence in reception as a synchronization signal and analyze by the method of the “offset segment” at reception, in contrast to the prototype where a linear recurrence sequence (M-sequence) was used, has the following advantage. The synchronization self-protection is increased, since in order to determine the structure of a nonlinear recursion node, the adversary needs to analyze a sequence of longer length than for a prototype, which will require an increase in computational costs in the analysis. The reconnaissance of synchronization is increased, since with an unknown structure of a nonlinear recursion node and a random change in the initial and final states of the phase start device in the transmission unit and in the reception unit, the adversary cannot know which synchronization signal will be used for the next start.

На фиг. 1 и 2 приведена общая структурная схема устройства фазового пуска; на фиг. 3 - структурная схема нелинейного узла рекурсии блока передачи. In FIG. 1 and 2 shows a general structural diagram of a phase start device; in FIG. 3 is a block diagram of a nonlinear recursion node of a transmission block.

Устройство фазового пуска, показанное на фиг. 1, включает блок передачи и блок приема и содержит в блоке передачи регистр сдвига 1, дешифратор конечной комбинации 2, сумматор по модулю два 3, генератор тактовых импульсов 4, датчик начального заполнения 5, датчик конечной комбинации 6 и нелинейный узел рекурсии 7, а в блоке приема сумматор по модулю два 8, узел сравнения 9, счетчик m совпадений 10, ключ 11, пороговое устройство 12, регистр сдвига 13, дешифратор конечной комбинации 14, генератор тактовых импульсов 15, нелинейный узел рекурсии 16 и датчик конечной комбинации 17. При этом в блоке передачи все n выходов регистра сдвига 1 подключены к первой группе из n входов дешифратора конечной комбинации 2 и к n входам нелинейного узла рекурсии 7, выход которого подключен к первому входу сумматора по модулю два 3, первый выход регистра сдвига 1 подключен к второму входу сумматора по модулю два 3, выход которого подключен к первому входу регистра сдвига 1 и к каналу связи, к второму входу регистра 1 подключен первый выход генератора тактовых импульсов 4, второй выход которого подключен к (n + 1)-му входу нелинейного узла рекурсии, третий вход регистра 1 и первый вход дешифратора 2 являются входом команды "Запуск" устройства фазового пуска, выход дешифратора конечной комбинации 2 является выходом устройства фазового пуска. Все n выходов датчика начального заполнения 5 подключены к n установочным входам регистра сдвига 1, а все n выходов датчика конечной комбинации 6 подключены к второй группе из n входов дешифратора конечной комбинации 2. В блоке приема все n выходов регистра сдвига 13 подключены к первой группе из n входов дешифратора конечной комбинации 14 и к n входам нелинейного узла рекурсии 16, выход которого подключен к первому входу сумматора по модулю два 8, первый выход регистра сдвига 13 подключен к второму входу сумматора по модулю два 8, выход которого подключен к второму входу ключа 11 и к второму входу узла сравнения 9, к первому входу которого подключен канал связи, который также подключен к первому входу ключа 11. Выход узла сравнения 9 подключен к первому входу счетчика совпадений 10, выход которого подключен к первому входу порогового устройства 12, выход которого подключен к третьему входу ключа 11 и к первому входу дешифратора конечной комбинации 14. Вторые входы порогового устройства 12 и счетчика совпадений 10 являются входом команды "Запуск" устройства фазового пуска, к второму входу регистра 13 и к третьему входу счетчика совпадений 10 подключен первый выход генератора тактовых импульсов 15, второй выход которого подключен к (n + 1)-му входу нелинейного узла рекурсии. К первому входу регистра 13 подключен выход ключа 11, выход дешифратора конечной комбинации 14 является выходом устройства фазового пуска, все n выходов датчика конечной комбинации 17 подключены к второй группе из n входов дешифратора конечной комбинации 14. The phase starter shown in FIG. 1, includes a transmission unit and a reception unit, and contains a shift register 1, a final combination decoder 2, an adder modulo two 3, a clock pulse generator 4, an initial filling sensor 5, a final combination sensor 6 and a nonlinear recursion unit 7, and the receiving unit, the adder modulo two 8, the comparison node 9, the counter m matches 10, the key 11, the threshold device 12, the shift register 13, the final combination decoder 14, the clock 15, the nonlinear recursion node 16 and the final combination sensor 17. In this case in sun transmission unit e n outputs of shift register 1 are connected to the first group of n inputs of the final combination decoder 2 and n inputs of a nonlinear recursion node 7, the output of which is connected to the first input of the adder modulo two 3, the first output of the shift register 1 is connected to the second input of the adder modulo two 3, the output of which is connected to the first input of the shift register 1 and to the communication channel, the first output of the clock generator 4 is connected to the second input of the register 1, the second output of which is connected to the (n + 1) -th input of the nonlinear recursion node, the third input of the register one and the first input of decoder 2 is the input of the Start command of the phase start device, the output of the final combination decoder 2 is the output of the phase start device. All n outputs of the initial filling sensor 5 are connected to n installation inputs of the shift register 1, and all n outputs of the sensor of the final combination 6 are connected to the second group of n inputs of the decoder of the final combination 2. In the receiving unit, all n outputs of the shift register 13 are connected to the first group of n inputs of the final combination decoder 14 and n inputs of the nonlinear recursion node 16, the output of which is connected to the first input of the adder modulo two 8, the first output of the shift register 13 is connected to the second input of the adder modulo two 8, the output of which is sub it is connected to the second input of the key 11 and to the second input of the comparison node 9, to the first input of which a communication channel is connected, which is also connected to the first input of the key 11. The output of the comparison node 9 is connected to the first input of the coincidence counter 10, the output of which is connected to the first input of the threshold device 12, the output of which is connected to the third input of the key 11 and to the first input of the final combination decoder 14. The second inputs of the threshold device 12 and hit counter 10 are the input of the “Start” command of the phase start device, to the second input register and 13 and to the third input of the coincidence counter 10 is connected with the first output clock generator 15, the second output of which is connected to the (n + 1) -th entry node nonlinear recursion. The output of the key 11 is connected to the first input of the register 13, the output of the final combination decoder 14 is the output of the phase start device, all n outputs of the final combination sensor 17 are connected to the second group of n inputs of the final combination decoder 14.

Нелинейный узел рекурсии блока передачи, показанный на фиг. 2, включает первый ключ 7.1, регистр сдвига 7.2, второй ключ 7.3, третий ключ 7.4, кольцевой регистр сдвига 7.5, узел сравнения 7.6, причем первые n входов нелинейного узла рекурсии подключены к первым n входам кольцевого регистра сдвига 7.5 и к первой группе из n входов узла сравнения 7.6, первый вход нелинейного узла рекурсии подключен также к первому входу первого ключа 7.1 и к первому входу третьего ключа 7.4, n выходов кольцевого регистра сдвига 7.5 подключены к второй группе из n входов узла сравнения 7.6, первый и n-й выходы кольцевого регистра 7.5 подключены к второму и третьему входам первого ключа 7.1, выход которого подключен к первому входу регистра сдвига 7.2, выход которого подключен к первому входу второго ключа 7.3, выход которого подключен к второму входу третьего ключа 7.4, первый и второй выходы которого подключены к (n + 1)-му и (n + 2)-му входам кольцевого регистра сдвига 7.5, (n + 1)-й вход нелинейного узла рекурсии подключен к вторым входам регистра сдвига 7.2 и второго ключа 7.3, выход узла сравнения 7.6 является выходом нелинейного узла рекурсии. The non-linear recursion node of the transmission block shown in FIG. 2, includes the first key 7.1, the shift register 7.2, the second key 7.3, the third key 7.4, the ring shift register 7.5, the comparison node 7.6, and the first n inputs of the nonlinear recursion node are connected to the first n inputs of the ring shift register 7.5 and to the first group of n inputs of the comparison node 7.6, the first input of the nonlinear recursion node is also connected to the first input of the first key 7.1 and to the first input of the third key 7.4, n outputs of the circular shift register 7.5 are connected to the second group of n inputs of the comparison node 7.6, the first and nth outputs of the ring register 7.5 connected to the second and third inputs of the first key 7.1, the output of which is connected to the first input of the shift register 7.2, the output of which is connected to the first input of the second key 7.3, the output of which is connected to the second input of the third key 7.4, the first and second outputs of which are connected to (n + 1) -th and (n + 2) -th inputs of the circular shift register 7.5, the (n + 1) -th input of the nonlinear recursion node is connected to the second inputs of the shift register 7.2 and the second key 7.3, the output of the comparison node 7.6 is the output of the nonlinear recursion node.

Устройство фазового пуска работает следующим образом. В блоке передачи для передачи сигнала фазового пуска (сигнала времени) по команде "Запуск" производится запись начального состояния из датчика начального заполнения 5 в регистр сдвига 1, разрешается сдвиг информации в регистре сдвига 1 под управлением тактовой частоты, поступающей из генератора тактовых импульсов 4, а также разрешается сравнение в дешифраторе конечной комбинации 2 текущего состояния регистра сдвига 1 с конечной комбинацией, поступающей на вторую группу входов дешифратора конечной комбинации 2 из датчика конечной комбинации 6. Поступление каждого тактового импульса производит сдвиг информации в регистре сдвига 1 из ячейки с меньшим номером в ячейку с большим номером. Запись нового значения символа в ячейку с номером 1 производится из цепи нелинейной обратной связи, причем значение этого символа определяется в сумматоре по модулю два 3 путем сложения символа с первого разряда регистра 1 и символа с выхода нелинейного узла рекурсии 7, который является нелинейной функцией всех n выходов регистра сдвига 1. The phase start device operates as follows. In the transmission unit for transmitting the phase start signal (time signal) by the “Start” command, the initial state is recorded from the initial filling sensor 5 into shift register 1, information is shifted to shift register 1 under the control of the clock frequency coming from the clock generator 4, and it is also possible to compare the final state of shift register 1 with the final combination in the final combination decoder 2 to the second group of inputs of the final combination decoder 2 from the sensor of the final combination and 6. Receipt of each clock pulse shifts the data in the shift register 1 of the cell with a lower cell number in a large number. The new symbol value is written to the cell with number 1 from the nonlinear feedback circuit, and the value of this symbol is determined modulo two 3 in the adder by adding the symbol from the first bit of register 1 and the symbol from the output of the nonlinear recursion node 7, which is a nonlinear function of all n outputs of shift register 1.

В блоке приема в ожидании синхросигнала командой "Запуск" производится подготовка устройства фазового пуска к обработке синхропосылки. Этим сигналом сбрасывается в ноль счетчик совпадений 10, а пороговое устройство 12 устанавливается в исходное состояние, подключая к каналу связи с помощью ключа 11 информационный вход регистра сдвига 13 и запрещая анализ текущего состояния этого регистра дешифратором конечной комбинации 14 до выделения "зачетного отрезка". При этом все символы, принимаемые из канала связи, поступают на первый вход узла сравнения (сумматор по модулю 2) и через первый вход ключа 11 на первый (информационный) вход регистра сдвига 13, постепенно заполняя его. Через n тактов работы блока приема при отсутствии ошибок в канале связи заполнение регистра 13 будет совпадать с заполнением соответствующего регистра 1 в блоке передачи. Поскольку цепи обратной связи, образуемые сумматорами по модулю два 3 и 8 и нелинейными узлами рекурсии 7 и 16 в блоке передачи и в блоке приема соответственно, строятся с использованием одинаковых нелинейных функций, то сигналы на их выходах, а следовательно, и на обоих входах узла сравнения 9 будут совпадать и счетчик совпадений 10 начнет отсчет числа правильно принятых символов. При возникновении в канале связи хотя бы одной ошибки символы на входах узла сравнения 9 не совпадут, и сигнал с ее выхода сбросит счетчик совпадений 10 в ноль. При этом процесс поиска неискаженного отрезка синхропосылки начнется сначала и будет продолжаться до тех пор, пока из канала связи не будет принято m + n неискаженных символов синхропосылки. По окончании приема "зачетного отрезка" счетчик совпадений 10 переключает пороговое устройство 12. Оно переключает вход регистра сдвига 13 на выход сумматора по модулю два 8, при этом блок приема переходит в режим автономного генерирования последовательности, синхронной с последовательностью, вырабатываемой в блоке передачи, и одновременно разрешает анализ конечной комбинации дешифратору 14, причем эталонная конечная комбинация поступает на дешифратор 14 из датчика 17. При условии, что датчики конечных комбинаций 6 в блоке передачи и 17 в блоке приема настроены на одну и ту же комбинацию, регистры сдвига 1 в блоке передачи и 13 в блоке приема работают синхронно, конечная комбинация в блоке приема и в блоке передачи устройства фазового пуска будет выделена одновременно и запуск аппаратуры передачи цифровой информации будет произведен синхронно. In the receiving unit, waiting for the clock signal, the “Start” command prepares the phase start device for processing the clock packet. This signal resets the hit counter 10 to zero, and the threshold device 12 is set to its original state, connecting the shift register 13 information input to the communication channel with the key 11 and prohibiting the analysis of the current state of this register by the final combination decoder 14 until the “test segment” is highlighted. In this case, all the symbols received from the communication channel are fed to the first input of the comparison node (adder modulo 2) and through the first input of the key 11 to the first (information) input of the shift register 13, gradually filling it. After n clock cycles of operation of the receiving unit in the absence of errors in the communication channel, the filling of the register 13 will coincide with the filling of the corresponding register 1 in the transmission unit. Since the feedback circuits formed by the adders modulo two 3 and 8 and nonlinear recursion nodes 7 and 16 in the transmission unit and in the reception unit, respectively, are constructed using the same nonlinear functions, the signals at their outputs, and hence at both inputs of the node comparisons 9 will match and hit counter 10 will start counting the number of correctly received characters. If at least one error occurs in the communication channel, the symbols at the inputs of the comparison node 9 will not match, and the signal from its output will reset the hit counter 10 to zero. At the same time, the process of searching for an undistorted segment of the sync parcel will start from the beginning and will continue until m + n undistorted sync parcel symbols are received from the communication channel. At the end of the reception of the “test segment”, the hit counter 10 switches the threshold device 12. It switches the input of the shift register 13 to the output of the adder modulo two 8, while the receiving unit switches to the mode of autonomous generation of a sequence synchronous with the sequence generated in the transmission unit, and at the same time it allows the analysis of the final combination of the decoder 14, and the reference final combination is supplied to the decoder 14 from the sensor 17. Provided that the sensors of the final combinations 6 in the transmission unit and 17 in the block the receivers are set to the same combination, shift registers 1 in the transmission unit and 13 in the reception unit operate synchronously, the final combination in the reception unit and in the transmission unit of the phase start device will be highlighted simultaneously and the digital information transmission equipment will be launched synchronously.

Нелинейный узел рекурсии работает следующим образом. На каждом такте работы устройства фазового пуска текущее состояние регистра сдвига 1 с его выходов поступает в нелинейный узел рекурсии 7, записывается в кольцевой регистр сдвига 7.5 и одновременно подается на первую группу входов узла сравнения 7.6, кроме того, информация о значении символа на первом входе нелинейного узла рекурсии поступает на первый (управляющий) вход первого ключа 7.1, подключая на первый вход регистра сдвига 7.2 выход первого или последнего разряда кольцевого регистра сдвига 7.5 и одновременно на первый (управляющий) вход третьего ключа 7.4, задавая направление сдвига. Под действием импульсов тактовой частоты с (n + 1)-го входа нелинейного узла рекурсии, поступающих на второй (тактовый) вход регистра 7.2 и одновременно через второй (7.3) и третий (7.4) ключи на один из двух тактовых входов кольцевого регистра 7.5, происходит сдвиг информации в регистрах 7.2 и 7.5 до тех пор, пока на выходе регистра 7.2 не появится первый символ со значением "1". Этот символ, поступая на первый вход второго ключа 7.3, прекращает подачу импульсов тактовой частоты на кольцевой регистр 7.5. В течение этого времени в узле сравнения 7.6 происходит сравнение комбинации, поступившей в нелинейный узел рекурсии, с комбинацией, которая формируется в кольцевом регистре 7.5 в процессе сдвига. Если по окончании сдвига регистра 7.5 они совпадут, то на выходе узла сравнения 7.6 формируется символ "1", в противном случае формируется "0". Сформированный в узле сравнения символ является выходным для нелинейного узла рекурсии 7, и после сложения с символом на первом выходе регистра сдвига 1 в узле сложения по модулю два 3 очередным импульсом тактовой частоты будет записан в первый разряд регистра сдвига 1. Частота следования тактовых импульсов, формируемых генератором 4 для нелинейного узла рекурсии 7, должна быть в n + k раз выше тактовой частоты работы устройства фазового пуска. The nonlinear recursion node works as follows. At each clock cycle of the phase start device, the current state of the shift register 1 from its outputs enters the nonlinear recursion node 7, is recorded in the circular shift register 7.5 and is simultaneously fed to the first group of inputs of the comparison node 7.6, in addition, information about the symbol value at the first input of the nonlinear the recursion node enters the first (control) input of the first key 7.1, connecting the output of the first or last digit of the ring shift register 7.5 to the first input of the shift register 7.2 and simultaneously to the first (control) input This key 7.4 sets the direction of the shift. Under the influence of clock pulses from the (n + 1) -th input of a nonlinear recursion node, arriving at the second (clock) input of register 7.2 and simultaneously through the second (7.3) and third (7.4) keys to one of the two clock inputs of the ring register 7.5, information is shifted in registers 7.2 and 7.5 until the first character with the value "1" appears at the output of register 7.2. This symbol, entering the first input of the second key 7.3, stops the supply of clock pulses to the ring register 7.5. During this time, the comparison node 7.6 compares the combination received in the nonlinear recursion node with the combination that is formed in the circular register 7.5 during the shift. If at the end of the shift of register 7.5 they coincide, then the symbol "1" is formed at the output of the comparison node 7.6, otherwise "0" is formed. The symbol formed in the comparison node is the output for the nonlinear recursion node 7, and after addition with the symbol at the first output of the shift register 1 in the addition node modulo two 3 by the next clock pulse will be written to the first bit of the shift register 1. The repetition rate of clock pulses generated generator 4 for the nonlinear recursion node 7, should be n + k times higher than the clock frequency of the phase start device.

Повышение развед- и имитозащищенности предлагаемого устройства основано на повышении структурной сложности синхронизирующих последовательностей. Improving the intelligence and security of the proposed device is based on increasing the structural complexity of the synchronizing sequences.

Известно, что рекурентное правило формирования последовательностей, используемых для синхронизации по "зачетному отрезку" в случае применения М-последовательностей, имеет вид
a_i = h₀•a_i-1 + h₁•a_i-2 +...+ h_n-1•a_i-n (1),
где
h_k - коэффициенты порождающего полинома h(x);
a_k - k-й символ M-последовательности;
+ - знак суммирования по модулю два.It is known that the recursive rule for the formation of sequences used for synchronization along the "set-off interval" in the case of applying M-sequences has the form
a _i = h ₀ • a _i-1 + h ₁ • a _i-2 + ... + h _n-1 • a _in (1),
Where
h _k are the coefficients of the generating polynomial h (x);
a _k is the kth character of the M-sequence;
+ - modulo two summation sign.

Следовательно, при известном порождающем полиноме для предсказания (и последующей имитации) сигнала фазового пуска противнику достаточно перехватить из канала связи подряд n символов синхропосылки. Причем не имеет смысла ни периодическая смена по неизвестному противнику закону начальных и конечных комбинаций системы фазового пуска, ни смена правила формирования M-последовательности. Так как, если правило формирования M-последовательности (т.е. полином h(x)) противнику не известно, то для его вычисления достаточно принять из канала связи 2•n + 1 символов синхропосылки и, составив систему из n уравнений вида (1), решить ее. Поскольку операция суммирования по модулю два является линейной, то для решения системы из n линейных уравнений методом Гаусса достаточно 9•n² операций сложения.Consequently, with the known generating polynomial, to predict (and then simulate) the phase-start signal, the adversary needs only to intercept n sync packets from the communication channel in a row. Moreover, it does not make sense either to periodically change, according to an unknown enemy, the law of initial and final combinations of the phase start system, or to change the rule for forming the M-sequence. Since, if the adversary does not know the rule of forming the M-sequence (i.e., the polynomial h (x)), then for its calculation it is enough to take 2 • n + 1 sync symbols from the communication channel and, having compiled a system of n equations of the form (1 ), solve it. Since the summation operation modulo two is linear, so 9 • n ² addition operations are enough to solve a system of n linear equations by the Gauss method.

Известные методы формирования нелинейных двоичных последовательностей де Брейна (см. , например, Агульник А.Р., Мусаелян С.С. Построение нелинейных двоичных последовательностей. Известия ВУЗов СССР, Радиоэлектроника, 1983, N 3, с. 19 - 28. , где приведен пример нелинейной функции, обеспечивающей формирование периода максимальной длины) позволяют сформировать множество из

нелинейных двоичных последовательностей с периодом N = 2ⁿ. Рекуррентное правило формирования нелинейных последовательностей максимального периода имеет вид
a_i = a_i-n + f(a_i-1, a_i-2, ... , a_i-n) (2),
где
f(*) - некоторая нелинейная функция;
a_k - k-й символ нелинейной последовательности;
+ - знак суммирования по модулю два.Well-known methods for the formation of non-linear binary sequences of de Bruin (see, for example, Agulnik A.R., Musaelyan S.S. an example of a nonlinear function that ensures the formation of a period of maximum length) allows us to form a set of

nonlinear binary sequences with a period of N = 2 ⁿ . The recurrence rule for the formation of nonlinear sequences of a maximum period has the form
a _i = a _in + f (a _i-1 , a _i-2 , ..., a _in ) (2),
Where
f (*) is some nonlinear function;
a _k is the kth character of the nonlinear sequence;
+ - modulo two summation sign.

Структурная сложность нелинейных двоичных последовательностей, реализующих правило (2), по сравнению с линейными может быть оценена по эквивалентной линейной сложности. Известные оценки структурной сложности последовательностей де Брейна показывают, что их эквивалентная линейная сложность составляет величину 0,3 - 0,5 длины периода, что значительно превосходит сложность M-последовательности. Кроме того, эквивалентная линейная сложность такой последовательности значительно превосходит длину отрезка последовательности, передаваемую в канал связи в качестве синхропосылки. Поэтому однозначное решение системы линейных уравнений и вычисление структуры устройства фазового пуска по перехваченному отрезку невозможно. The structural complexity of nonlinear binary sequences that implement rule (2), in comparison with linear ones, can be estimated by equivalent linear complexity. Known estimates of the structural complexity of de Bruin sequences show that their equivalent linear complexity is between 0.3 and 0.5 of the length of the period, which significantly exceeds the complexity of the M-sequence. In addition, the equivalent linear complexity of such a sequence significantly exceeds the length of the segment of the sequence transmitted to the communication channel as a clock package. Therefore, an unambiguous solution to the system of linear equations and the calculation of the structure of the phase start device for the intercepted segment is impossible.

Элементы предлагаемого устройства фазового пуска являются типовыми и могут быть технически реализованы в настоящее время при использовании имеющейся элементной базы цифровых интегральных микросхем. Примеры построения узлов, аналогичных узлам, используемым в устройстве фазового пуска, приведены в различной литературе (см., например, А.А. Сикарев, О.Н. Лебедев. Микроэлектронные устройства формирования и обработки сложных сигналов. М.: Радио и связь, 1983, 216 с.). Так, регистры сдвига можно построить в соответствии со схемой рис. 5.16, наращивая число однотипных ячеек до необходимой длины, в кольцевые регистры сдвига с реверсом направления сдвига реализуются на микросхемах типа 155ИР13, причем кольцевая связь образуется путем подключения выхода последнего разряда регистра на вход первого разряда. Датчики начальных и конечных комбинаций можно реализовать на постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ), характеристики которых приведены в табл. 5.13. Узлы сложения по модулю два и узлы сравнения последовательностей строятся на стандартных микросхемах типа 155ЛП5 или 561ЛП2, дешифраторы конечных комбинаций и узлы сравнения в нелинейных узлах рекурсии строятся на цифровых компараторах типа 564ЛП2 (см. рис. 5.6), наращивается число микросхем до необходимой разрядности, а счетчики m совпадений с пороговыми устройствами - по схеме рис. 5.21, дополнив ее элементом И (561ЛА7) в цепи обратной связи, причем сигналы несовпадения необходимо подавать на свободный вход элемента И, импульсы тактовой частоты - на счетный вход схемы, а код числа совпадений устанавливается на первой группе входов компаратора. Генераторы тактовых импульсов могут быть построены как на аналоговой, так и на цифровой элементной базе (см., например, С.А. Бирюков. Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах. М.: Радио и связь, 1990. - 128 с.) по схемам рис. 109 - 111, а делители частоты для них по схемам, подобным рис. 59. В качестве ключей с двумя информационными, одним управляющим входами и одним выходом можно использовать один элемент микросхемы 176ЛС1, а ключ с одним информационным входом и двумя выходами можно построить на двух элементах микросхемы 561ЛА7. Elements of the proposed phase start device are typical and can be technically implemented at the present time using the available element base of digital integrated circuits. Examples of constructing nodes similar to the nodes used in the phase start device are given in various literature (see, for example, A. A. Sikarev, O. N. Lebedev. Microelectronic devices for generating and processing complex signals. M: Radio and communications, 1983, 216 p.). So, shift registers can be constructed in accordance with the diagram of Fig. 5.16, increasing the number of cells of the same type to the required length, in ring shift registers with reverse shift directions are implemented on type 155IR13 microcircuits, and ring communication is formed by connecting the output of the last bit of the register to the input of the first bit. The sensors of the initial and final combinations can be implemented on read-only memory devices (ROM), the characteristics of which are given in table. 5.13. The addition nodes modulo two and the sequence comparison nodes are built on standard microcircuits of the 155LP5 or 561LP2 type, the final combination decoders and the comparison nodes in the nonlinear recursion nodes are built on 564LP2 digital comparators (see Figure 5.6), the number of microcircuits is increased to the required bit depth, and counters m of coincidences with threshold devices - according to the scheme of Fig. 5.21, supplementing it with the I element (561LA7) in the feedback circuit, and the mismatch signals must be fed to the free input of the And element, the clock pulses are sent to the counting input of the circuit, and the number of matches code is set on the first group of comparator inputs. Clock generators can be built on both analog and digital components (see, for example, S. A. Biryukov. Digital devices on MOS integrated circuits. M: Radio and communications, 1990. - 128 p.) according to the schemes of fig. 109 - 111, and frequency dividers for them according to schemes similar to Fig. 59. As keys with two information, one control inputs and one output, you can use one element of the 176LS1 chip, and a key with one information input and two outputs can be built on two elements of the 561LA7 chip.

Claims

1. Phase start device, including a transmission unit and a reception unit, comprising a shift register in the transmission unit, n information outputs of which are connected to the corresponding n inputs of the final combination decoder, an adder modulo two, the first input of which is connected to the first information output of the shift register, a generator clock pulses, the first output of which is connected to the clock input of the shift register, in the receiving unit contains a shift register, n information outputs of which are connected to the corresponding n information the inputs of the final combination decoder, and the first output is connected simultaneously to the first input of the adder modulo two, a clock generator, the first output of which is connected to the clock input of the shift register, a key whose control input is connected to the output of the threshold block, the output is connected to the information input of the shift register , the first information input is connected to the first information input of the comparison node and is the channel input of the receiving unit, and the second information input is connected to the output of the adder modulo two and simultaneously to the second information input of the comparison node, the counter of the number of matches, the counting input of which is connected to the output of the comparison node, and the output is connected to the first input of the threshold block, characterized in that the non-linear recursion node is additionally introduced into the transmission block, n information inputs of which are connected to the corresponding n information outputs of the shift register, and the clock input is connected to the second output of the clock generator, the output of the nonlinear recursion node is connected to the second input of the adder by module two, the output of which is the channel output of the transmission unit and is additionally connected to the information input of the shift register, an initial filling sensor, n outputs of which are connected to the corresponding n installation inputs of the shift register, and a final combination sensor, n outputs of which are connected to the corresponding n installation inputs of the final decoder combination, the control input of which is connected to the control input of the shift register and is the input "Start" of the device in transmission, and the output of the final decoder This is the output of the transmission block, a non-linear recursion node is additionally introduced in the reception block, n information inputs of which are connected to the corresponding n information outputs of the shift register, the first output of the clock generator is additionally connected to the clock input of the coincidence counter, and the second output is connected to the clock input of the non-linear node recursion, the output of which is connected to the second input of the adder modulo two, and the sensor of the final combination, n outputs of which are connected to the corresponding settings in odes decoder final combination control input of which is connected to the output of the threshold unit, and the output is an output device at the reception control coincidence counter input is connected to the control input of the threshold and the block is input to "Run" receiving unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the nonlinear recursion nodes in the transmission unit and in the reception unit are identical in the form of a circular shift register, the first n inputs of which are information inputs of the nonlinear recursion node and are connected simultaneously to the first group of n inputs of the node comparison, in addition, the first input of the circular register is connected simultaneously to the control inputs of the first and third keys, n outputs of the circular shift register are connected to the second group of n inputs of the comparison node, the first and nth outputs are circular about the register are connected to the first and second information inputs of the first key, the output of which is connected to the information input of the shift register, the output of which is connected to the information input of the second key, the output of which is connected to the information input of the third key, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second the clock inputs of the circular shift register, the clock input of the shift register is connected to the information input of the second key and is the clock input of a nonlinear recursion node, the output of the node and comparison is the output of a nonlinear recursion node.