RU2410839C2

RU2410839C2 - Radio communication scrambling method

Info

Publication number: RU2410839C2
Application number: RU2008134261/09A
Authority: RU
Original assignee: Ямчук Андрей Юрьевич
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2011-01-27
Also published as: RU2008134261A

Abstract

FIELD: physics, radio.

SUBSTANCE: invention relates to radio communication. Clock pulses are introduced into a frequency modulated (FM) radio signal of the transmitter of a first radio station several times a second, for which the carrier frequency is frequency modulated at a frequency which is several times higher than the maximum frequency of the signal. This clock pulse is picked up in the receiver of a third radio station and the distorted signal is restored relative said clock pulse in the receiver of the said third radio station to the initial signal, on one algorithm for introducing distortions and rearranging time parts of the signal for all radio stations, where during time intervals between the clock pulses of the signal transmitted by the transmitter of the first radio station on a signal arbitrarily broken down in time, distortions are either introduced or parts of the signal are rearranged in a certain order for all radio stations. The receiver of the first radio station constantly monitors availability of clock pulses of a second radio station switched on for transmission earlier, and if the first radio station goes on air during operation of the second radio station, the synchrosignal of the said second radio station is used, for which during that time the first radio station is momentarily switches to the synchrosignal receiving mode during the synchrosignal on its inner synchronisation on a previously received sychrosignal of the second radio station, independent of its own signal transmission, and if the synchrosignal of the second radio station disappears, the first radio station begins to transmit its own synchrosignal. Temporary interruption of transmission of the synchrosignal of the first radio station and use of internal synchronisation by the first and third radio stations is allowed.

EFFECT: high degree of scrambling information.

2 cl

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в вооруженных силах.The invention relates to radio engineering and can be used in the armed forces.

Известен способ засекречивания радиосвязи, связанный с внесением искажений в передаваемую информацию и восстановлением исходного сигнала из полученного сигнала (инвертирование спектра). В настоящее время в основном применяется преобразование аналогового сигнала в цифровой код, его шифрование в двоичном коде, дешифровка в приемнике и восстановление до аналогового. И в том, и в другом способе невозможен одновременный прием и передача с нескольких радиостанций, либо сигнал легко поддается дешифровке (инвертирование спектра).A known method of secreting radio communications associated with the introduction of distortion into the transmitted information and the restoration of the original signal from the received signal (spectrum inversion). Currently, the conversion of an analog signal into a digital code, its encryption in binary code, decryption in the receiver, and restoration to analog are mainly used. And in fact, and in another method, simultaneous reception and transmission from several radio stations is impossible, or the signal can be easily decrypted (spectrum inversion).

Предлагаемый способ позволяет осуществлять одновременный прием речи (аналогового сигнала) с нескольких радиостанций с предлагаемой системой засекречивания, что можно применить в войсках и спецслужбах там, где на одной частоте могут одновременно работать несколько радиостанций.The proposed method allows the simultaneous reception of speech (analog signal) from several radio stations with the proposed classification system, which can be used in the troops and special services where several radio stations can operate simultaneously on the same frequency.

Для этого в передаваемый сигнал вводятся синхросигналы, например, в однополосной передаче с неподавленной несущей наличие или отсутствие несущей может являть собой такой синхросигнал, выделяемый в приемнике. При частотной модуляции спектр речевого сигнала ограничивают до 5 кГц, а синхросигнал передают на более высокой частоте, например, 20-30 кГц (возможно скачкообразное смещение частоты несущей), и выделяют его узкополосным фильтром (возможно цифровым) в приемнике. При амплитудной модуляции также можно ввести частотную модуляцию несущей для синхросигнала. В этом случае, при максимально допустимой нестабильности частоты 10^-6 нестабильность несущей составит максимум 70 Гц при несущей 70 МГц (амплитудная модуляция на более высокой частоте практически не используется, а диапазон большинства военных AM радиостанций не превышает 60 МГц). Между тем в применяемых радиостанциях используется синтезаторы частот, которые дают нестабильность до 10^-7, то есть абсолютная нестабильность в этом случае не превышает 10 Гц. Разборчивость речи не изменяется при расстройке частот передатчика и приемника до порядка 500 Гц, на которые и можно частотно модулировать по несущей синхросигнал AM передаче. Кроме того, учитывая небольшую продолжительность синхросигнала (до 1 миллисекунды), можно частотно модулировать несущую AM сигнала и на большую частоту, на разборчивости речи это никоим образом не отразится, так как синхросигнал посылается несколько раз в секунду, а его длительность просто незаметна для слухового аппарата человека. Кроме того, в AM приемнике все равно выделяется несущая, которая применяется в устройстве АРУ. Поскольку в приемнике могут быть помехи, синхросигнал выделяется узкополосным фильтром по первой гармонике, так как имеет конечную длительность, которой и определяется его частота. Сам синхросигнал может иметь определенное количество посылок разной длительности и времени между ними.For this, clock signals are introduced into the transmitted signal, for example, in a single-band transmission with an unsuppressed carrier, the presence or absence of a carrier may be such a clock signal emitted from the receiver. With frequency modulation, the spectrum of the speech signal is limited to 5 kHz, and the clock signal is transmitted at a higher frequency, for example, 20-30 kHz (possibly an abrupt shift of the carrier frequency), and allocate it with a narrow-band filter (possibly digital) in the receiver. With amplitude modulation, you can also enter the frequency modulation of the carrier for the clock signal. In this case, with a maximum permissible frequency instability of 10 ^{-6, the} carrier instability will be a maximum of 70 Hz at a carrier of 70 MHz (amplitude modulation at a higher frequency is practically not used, and the range of most military AM radio stations does not exceed 60 MHz). Meanwhile, in the used radio stations, frequency synthesizers are used that give instabilities up to 10 ^-7 , that is, the absolute instability in this case does not exceed 10 Hz. Speech intelligibility does not change when the transmitter and receiver frequencies are detuned to about 500 Hz, which can be frequency-modulated by the AM transmission clock signal. In addition, given the short duration of the sync signal (up to 1 millisecond), it is possible to frequency-modulate the carrier of the AM signal at a higher frequency, this will not affect speech intelligibility, since the sync signal is sent several times per second, and its duration is simply invisible to the hearing aid person. In addition, the carrier is still allocated in the AM receiver, which is used in the AGC device. Since there may be interference in the receiver, the clock signal is allocated by a narrow-band filter according to the first harmonic, since it has a finite duration, which determines its frequency. The clock itself may have a certain number of transmissions of different durations and times between them.

В соответствии с синхросигналом и относительно его во временных интервалах (между синхроимпульсами) передаваемого сигнала вносят искажения речи на произвольно разбитом во времени сигнале между двумя синхроимпульсами, либо в одном определенном порядке для всех радиостанций переставляют части сигнала между синхроимпульсами, которые при приеме восстанавливают до исходного сигнала в соответствии с заранее определенным произвольным алгоритмом.In accordance with the clock signal and relative to it in the time intervals (between the clock pulses) of the transmitted signal, speech distortions are introduced on the signal arbitrarily broken in time between the two clock pulses, or in one specific order for all radio stations rearrange the parts of the signal between the clock pulses, which, when received, are restored to the original signal in accordance with a predetermined arbitrary algorithm.

Все радиостанции работают либо на прием, либо на передачу. При приеме радиостанция №1 постоянно выделяет синхросигнал ранее включившейся на передачу радиостанции №2 и по нему при своем переходе в режим передачи синхронизирует засекречивание передаваемого в дальнейшем своего сигнала, при этом синхросигнал не передается. При этом работа радиостанции №1 на передачу прерывается на кратковременную работу на прием для выделения синхросигнала другой уже работающей радиостанции №2 (ранее включившейся на передачу) и коррекции по нему работы своего устройства засекречивания, при этом время включения на прием (контроль передачи синхроимпульсов другой, ранее включившейся на передачу радиостанции №2) производится в моменты времени в соответствии с собственным внутренним устройством синхронизации своих синхроимпульсов с синхроимпульсами от ранее включившейся радиостанции №2. В случае, если ранее работавшая радиостанция №2 перешла в режим приема и перестала передавать синхросигнал, начинается передача своего синхросигнала, уже синхронизированного по радиостанции №2, при этом в принимающей радиостанции №3 по принятому синхросигналу происходит восстановление принятого сигнала по установленному алгоритму для всех радиостанций. Если все радиостанции до этого молчали, передача синхросигнала начинается передающей радиостанцией сразу при переходе радиостанции в режим передачи.All radio stations work either on reception or on transmission. When receiving, radio station No. 1 constantly emits a clock signal previously turned on for transmission of radio station No. 2, and when it switches to transmission mode, it synchronizes the secretion of its later transmitted signal, while the clock signal is not transmitted. In this case, the operation of radio station No. 1 for transmission is interrupted for short-term operation for reception to isolate the clock signal of another already operating radio station No. 2 (previously included in the transmission) and to correct the operation of its security device, while the switching-on time for reception (transmission control of clock pulses is different, previously included in the transmission of radio station No. 2) is performed at time points in accordance with its own internal device for synchronizing its clock pulses with clock pulses from the previously turned on adiostantsii №2. If the previously operating radio station No. 2 has switched to reception mode and has ceased to transmit a clock signal, transmission of its own clock signal, already synchronized by radio station No. 2, begins, while in the receiving radio station No. 3, the received signal is restored from the received clock signal according to the established algorithm for all radio stations . If all the radio stations were silent before, the transmission of the clock starts with the transmitting radio station immediately when the radio switches to transmission mode.

Возможна передача единого синхросигнала для всех радиостанций на какой-либо другой частоте, например, несущей радиостанции «Маяк».It is possible to transmit a single clock signal for all radio stations at any other frequency, for example, the Mayak radio station carrier.

При такой передаче информации будет задержка в передаче сигнала на десятые доли секунды, необходимые для шифровки и дешифровки, время определяется удвоенным временем между синхроимпульсами, что несущественно при передаче речи.With such information transfer there will be a delay in signal transmission by the tenths of a second necessary for encryption and decryption, the time is determined by the doubled time between the clock pulses, which is not essential when transmitting speech.

Современные методы и средства электроники вполне позволяют сделать компактным устройство засекречивания размером гораздо меньше радиостанции. Для обработки можно применить достаточно широкий круг низковольтных микропроцессоров и микросхем памяти с низкими напряжением и токами потребления номенклатурой до тысячи микросхем десятков производителей, что вполне соответствует потребностям государства по доступности в случаях самых широкомасштабных военных и политических конфликтов.Modern methods and means of electronics make it possible to make a secret device compact in size much smaller than a radio station. For processing, you can apply a fairly wide range of low-voltage microprocessors and memory chips with low voltage and current consumption nomenclature up to thousands of chips of dozens of manufacturers, which is fully consistent with the state's needs for accessibility in cases of the most widespread military and political conflicts.

Для затруднения дешифровки можно ввести сотни и тысячи кодов в дополнительную микросхему постоянной памяти и ввести динамическую смену их по времени. В постоянной памяти микропроцессора можно ввести дополнительную шифровку этих кодов для устранения извлечения информации из этих микросхем памяти при попадании образца в ненадлежащие руки (в современных микропроцессорах есть возможность установки кода, блокирующего извлечение памяти программ и данных микропроцессора в целях сохранения интеллектуальной собственности).To make decryption difficult, you can enter hundreds and thousands of codes into an additional permanent memory chip and enter them dynamically in time. In the permanent memory of the microprocessor, you can enter additional encryption of these codes to eliminate the extraction of information from these memory chips when the sample falls into the wrong hands (modern microprocessors have the ability to set a code that blocks the extraction of program memory and microprocessor data in order to preserve intellectual property).

Также можно ввести ЧМ синхронизацию на разных произвольных частотах (синхросигнал частотами, например, 15, 20, 23 кГц и так далее) с разными интервалами времени между ними, в том числе меняющимися произвольно по времени, причем каждому такому синхроимпульсу может быть противопоставлен свой алгоритм искажения речи, способ перестановки временных участков сигнала между синхроимпульсами и их длительность. Можно использовать пропуски синхронизации с внутренней синхронизацией в приемнике и передатчике, а также ввести произвольные незначащие синхроимпульсы произвольных частот в произвольные моменты времени, меняющиеся по произвольному закону для затруднения способа обнаружения шифровки. Для исключения дешифровки используют многочастотный синхроимпульс, в том числе незначащие синхроимпульсы произвольных времени, момента и порядка следования.It is also possible to introduce FM synchronization at different arbitrary frequencies (a clock signal with frequencies, for example, 15, 20, 23 kHz and so on) with different time intervals between them, including those changing arbitrarily in time, and each such clock pulse can be opposed to its own distortion algorithm speech, a method of rearrangement of temporary sections of a signal between clock pulses and their duration. You can use synchronization gaps with internal synchronization in the receiver and transmitter, as well as introduce arbitrary insignificant clock pulses of arbitrary frequencies at arbitrary points in time, changing according to an arbitrary law to complicate the method of detecting encryption. To exclude decryption, a multi-frequency clock pulse is used, including insignificant clock pulses of arbitrary time, moment, and order.

Claims

1. A method of secreting the transmitted information in a radio communication system in which the radio stations are either receiving or transmitting, characterized in that clock-frequency pulses are introduced several times per second into the frequency-modulated (FM) radio signal of the transmitter of the first radio station, for which the carrier is frequency modulated at a higher frequency several times with respect to the maximum frequency of the signal, this clock pulse is allocated in the receiver of the third radio station and restored to the receiver mentioned above the third radio station to the original distorted signal, one for all radio stations according to the algorithm for introducing distortions and rearrangement of the temporal parts of the signal, and in the time intervals between the clock pulses of the signal transmitted by the transmitter of the first radio station, they either introduce distortions at an arbitrary time-divided signal, or rearrange the parts signal, and the receiver of the first radio station constantly monitors the presence on the air of sync pulses of the second, previously included in the gears , radio stations and when the first radio station goes on air while the second radio station is in use, the clock signal of the second radio station is used, for which the first radio station is short-lived, for the duration of the clock signal, by its internal synchronization according to the previously received clock signal of the second radio station, it goes into the clock reception mode, regardless own transmission of the signal, and in the event of a loss of the clock signal of the second radio station, the first radio station begins to transmit its own clock signal, while allowing I suspension of the transmission clock of the first radio station and the use of the first and third radio station of its internal clock.

2. A method of secreting transmitted information in a radio communication system in which the radio stations are either receiving or transmitting, characterized in that clock-frequency pulses are introduced several times per second into the amplitude-modulated (AM) radio signal of the transmitter of the first radio station, for which the carrier is frequency modulated at a higher frequency, several times, in relation to the maximum signal frequency, this clock pulse is allocated in the receiver of the third radio station and, with respect to it, restored in the receiver, of the third radio station to the original distorted signal, one for all radio stations according to the algorithm for introducing distortions and rearrangement of the temporal parts of the signal, and in the time intervals between the clock pulses of the signal transmitted by the transmitter of the first radio station, they either introduce distortions or are rearranged in a certain order for all radio stations parts of the signal, and the receiver of the first radio station constantly monitors the presence on the air of the clock pulses of the second, previously turned on at the radio station and when the first radio station goes on air during operation of the second radio station, the clock signal of the second radio station is used, for which purpose the first radio station is briefly switched to the synchronization signal reception mode by the internal clock synchronization signal of the second radio station, according to the previously received clock signal from its own signal transmission, and if the clock signal of the second radio station disappears, the first radio station starts transmitting its clock signal, while allowing Xia temporary suspension of the transfer clock of the first radio station and the use of the first and third radio station of its internal clock.