RU2735923C1 - Coherent radio link - Google Patents

Coherent radio link Download PDF

Info

Publication number
RU2735923C1
RU2735923C1 RU2019140864A RU2019140864A RU2735923C1 RU 2735923 C1 RU2735923 C1 RU 2735923C1 RU 2019140864 A RU2019140864 A RU 2019140864A RU 2019140864 A RU2019140864 A RU 2019140864A RU 2735923 C1 RU2735923 C1 RU 2735923C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
receiver
frequency
subtractor
Prior art date
Application number
RU2019140864A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Евгеньевич Стахно
Виктор Иванович Дикарев
Original Assignee
Роман Евгеньевич Стахно
Виктор Иванович Дикарев
Парфенов Николай Петрович
Алексеев Сергей Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роман Евгеньевич Стахно, Виктор Иванович Дикарев, Парфенов Николай Петрович, Алексеев Сергей Алексеевич filed Critical Роман Евгеньевич Стахно
Priority to RU2019140864A priority Critical patent/RU2735923C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2735923C1 publication Critical patent/RU2735923C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/10Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/223Demodulation in the optical domain
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: wireless communications.
SUBSTANCE: invention relates to radio communication, to systems using artificially created radio interference in their operation. Result is achieved by using complex signals with phase manipulation and pseudorandom tuning of operating frequency. Coherent radio link comprises a discrete message source, a coding device, two modulators, two transmitters, two transmitting antennae, two pseudorandom sequence generators, high-frequency generator, a receiving antenna, a receiver, three synchronous detectors, a frequency search unit, a reference voltage selection unit, phase shifters for -30°, by +30°, two subtractors, phase shifter by +90°, a decoding device, a unit for recording and analysing messages, a digital scrambler, a digital descrambler, a synchroniser and a carrier frequency synthesizer.
EFFECT: technical result is high reliability of protecting confidential discrete information from unauthorized access.
1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемая когерентная радиолиния относится к области радиосвязи, а именно к построению систем радиосвязи с использованием в их работе искусственно создаваемых радиопомех, и может быть использована для передачи конфиденциальной информации с применением сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) с псевдослучайной перестройкой рабочих частот (ППРЧ) и криптографических методов ее защиты.The proposed coherent radio link belongs to the field of radio communication, namely to the construction of radio communication systems using artificially created radio interference in their operation, and can be used to transmit confidential information using complex signals with phase-shift keying (PSK) with pseudo-random frequency tuning (PFC) and cryptographic methods of its protection.

Известны радиолинии и системы передачи аналоговой и дискретной информации (авт. свид. СССР №№ 1.267.257, 1.291.984, 1.626.428, 1.798.738; патенты РФ №№ 2.001.531, 2.013.018, 2.019.052, 2.108.257, 2.156.551, 2.214.691, 2.215.370, 2.278.047, 2.286.026, 2.329.608, 2.348.560, 2.447.598; патенты США №№ 4.328.581, 5.058.136, 5.077.538, 5.459.760, 5.856.027, 6.128.476; патенты ЕР №№ 0.465.512, 0.486.839; патенты WO №№ 96/10.309, 97/20.438; Дикарев В.И., Заренков В.А., Заренков Д.В., Койнаш Б.В. Защита объектов и информации от несанкционированного доступа. Изд-во Стройиздат СПб, 2004, 318с и другие).Known radio links and systems for the transmission of analog and discrete information (ed. USSR certificates No. 1.267.257, 1.291.984, 1.626.428, 1.798.738; RF patents No. 2.001.531, 2.013.018, 2.019.052, 2.108 .257, 2.156.551, 2.214.691, 2.215.370, 2.278.047, 2.286.026, 2.329.608, 2.348.560, 2.447.598; US Patents Nos. 4.328.581, 5.058.136, 5.077.538 , 5.459.760, 5.856.027, 6.128.476; EP patents No. 0.465.512, 0.486.839; patents WO No. 96 / 10.309, 97 / 20.438; Dikarev V.I., Zarenkov V.A., Zarenkov DV, Koinash BV Protection of objects and information from unauthorized access. Publishing house Stroyizdat SPb, 2004, 318s and others).

Из известных радиолиний и систем наиболее близкой к предлагаемой является «Когерентная радиолиния» (патент РФ № 2.447.598, HO 4 L 27/18, 2010), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known radio lines and systems, the closest to the proposed one is "Coherent radio line" (RF patent No. 2.447.598, HO 4 L 27/18, 2010), which was chosen as a prototype.

Указанная радиолиния обеспечивает защиту передаваемой дискретной информации от несанкционированного доступа посторонних лиц путем создания шумовой завесы из шумоподобных сигналов и использования криптографических методов.The specified radio link provides protection of transmitted discrete information from unauthorized access by unauthorized persons by creating a noise curtain of noise-like signals and using cryptographic methods.

Однако потенциальные возможности известной когерентной радиолинии по защите передаваемой дискретной информации от несанкционированного доступа посторонних лиц используются не в полной мере.However, the potential capabilities of the known coherent radio link to protect transmitted discrete information from unauthorized access by unauthorized persons are not fully exploited.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей когерентной радиолинии и повышение надежности защиты конфиденциальной дискретной информации от несанкционированного доступа посторонних лиц путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией и псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.The technical objective of the invention is to expand the functionality of a coherent radio link and increase the reliability of protecting confidential discrete information from unauthorized access by unauthorized persons by using complex signals with phase shift keying and pseudo-random frequency tuning.

Поставленная задача решается тем, что когерентная радиолиния, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, на передающей стороне последовательно включенные источник дискретных сообщений, кодирующее устройство, цифровой скремблер, первый модулятор, первый передатчик и первую передающую антенну, последовательно включенные первый генератор псевдослучайной последовательности, второй модулятор, второй вход которого соединен с выходом второго генератора высокой частоты, второй передатчик и вторую передающую антенну, а на приемной стороне последовательно включенные приемную антенну, приемник, блок поиска по частоте, блок выделения опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемника, первый синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, второй вычитатель, цифровой дескремблер, декодирующее устройство и блок регистрации и анализа сообщений, последовательно подключенные к выходу блока выделения опорного напряжения фазовращатель на - 30°, второй синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, первый вычитатель и фазовращатель на - 90°, выход которой соединен с вторым входом второго вычитателя, последовательно подключенные к выходу блока выделения опорного напряжения фазовращатель на + 30°, и третий синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, а выход подключен к второму входу первого вычитателя, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена синхронизатором, вторым генератором псевдослучайной последовательности и синтезатором несущих частот, причем к выходу синхронизатора последовательно подключены второй генератор псевдослучайной последовательности и синтезатор несущих частот, выход которого соединен с вторым входом первого модулятора.The problem is solved by the fact that a coherent radio link containing, in accordance with the closest analogue, on the transmitting side sequentially connected source of discrete messages, an encoder, a digital scrambler, the first modulator, the first transmitter and the first transmitting antenna, the first pseudo-random sequence generator connected in series, the second a modulator, the second input of which is connected to the output of the second high frequency generator, the second transmitter and the second transmitting antenna, and on the receiving side a receiving antenna, a receiver, a frequency search unit, a reference voltage extraction unit, the second input of which is connected to the output of the receiver, a synchronous detector, the second input of which is connected to the output of the receiver, a second subtractor, a digital descrambler, a decoding device and a block for recording and analyzing messages, connected in series to the output of the reference voltage extraction unit; a phase shifter by - 30 °, the second sync a chronic detector, the second input of which is connected to the output of the receiver, the first subtractor and a phase shifter by - 90 °, the output of which is connected to the second input of the second subtractor, a phase shifter by + 30 ° connected in series to the output of the reference voltage extraction unit, and a third synchronous detector, the second input which is connected to the output of the receiver, and the output is connected to the second input of the first subtractor, differs from the closest analogue in that it is equipped with a synchronizer, a second pseudo-random sequence generator and a carrier frequency synthesizer, and a second pseudo-random sequence generator and a carrier frequency synthesizer are connected to the synchronizer output, the output of which is connected to the second input of the first modulator.

Структурная схема передающей части когерентной радиолинии представлена на фиг. 1 и 2. Структурная схема приемной части когерентной радиолинии изображена на фиг. 3. Фрагмент частотно-временной матрицы используемых ФМн сигналов с ППРЧ показан на фиг. 4.The block diagram of the transmitting part of the coherent radio link is shown in Fig. 1 and 2. The block diagram of the receiving part of the coherent radio link is shown in FIG. 3. A fragment of the time-frequency matrix of the used PSK signals with frequency hopping is shown in FIG. 4.

Передающая часть когерентной радиолинии содержит последовательно включенные источник 1 дискретных сообщений, кодирующее устройство 2, цифровой скремблер 26, первый модулятор 3, первый передатчик 5 (усилитель мощности) и первую передающую антенну 6, последовательно включенные синхронизатор 28, второй генератор 29 псевдослучайной последовательности (ПСП) и синтезатор 30 несущих частот, выход которого соединен с вторым входом первого модулятора 3, последовательно включенные первый генератор 7 псевдослучайной последовательности, второй модулятор 8, второй вход которого соединен с выходом второго генератора 9 высокой частоты, второй передатчик 10 и вторую передающую антенну 11.The transmitting part of the coherent radio link contains serially connected source 1 of discrete messages, encoder 2, digital scrambler 26, first modulator 3, first transmitter 5 (power amplifier) and first transmitting antenna 6, serially connected synchronizer 28, second generator 29 of a pseudo-random sequence (PSP) and a carrier frequency synthesizer 30, the output of which is connected to the second input of the first modulator 3, the first pseudo-random sequence generator 7, the second modulator 8, the second input of which is connected to the output of the second high frequency generator 9, the second transmitter 10 and the second transmitting antenna 11 are connected in series.

Приемная часть когерентной радиолинии содержит последовательно включенные приемную антенну 12, приемник 13 (усилитель высокой частоты), первый синхронный детектор 14, второй вычитатель23, цифровой дескремблер 27, декодирующее устройство 24 и блок 25 регистрации и анализа сообщений, последовательно подключенные к выходу блока 16 выделения опорного напряжения фазовращатель 17 на - 30°, второй синхронный детектор 19, второй вход которого соединен с выходом приемника 13, первый вычитатель 21 и фазовращатель 22 на + 90°, выход которого соединен с вторым входом второго вычитателя 23, последовательно подключенные к выходу блока 16 выделения опорного напряжения фазовращатель 18 на + 30° и третий синхронный детектор 20, второй вход которого соединен с выходом приемника 13, а выход подключен к второму входу первого вычитателя 21, последовательно подключенные к выходу приемника 13 блок 15 поиска по частоте и блок 16 выделения опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемника 13, а выход подключен к второму входу первого синхронного детектора 14.The receiving part of the coherent radio link contains a serially connected receiving antenna 12, a receiver 13 (high frequency amplifier), a first synchronous detector 14, a second subtractor 23, a digital descrambler 27, a decoding device 24 and a block 25 for recording and analyzing messages, which are serially connected to the output of the reference extraction unit 16. voltage phase shifter 17 by - 30 °, the second synchronous detector 19, the second input of which is connected to the output of the receiver 13, the first subtractor 21 and the phase shifter 22 by + 90 °, the output of which is connected to the second input of the second subtractor 23, connected in series to the output of the selection unit 16 reference voltage phase shifter 18 by + 30 ° and the third synchronous detector 20, the second input of which is connected to the output of the receiver 13, and the output is connected to the second input of the first subtractor 21, serially connected to the output of the receiver 13, a frequency search unit 15 and a reference voltage extraction unit 16 , the second input of which is connected to the output of the receiver 13, and the output is connected to the second input of the first synchronous detector 14.

Когерентная радиолиния работает следующим образом.Coherent radio link works as follows.

Дискретные сообщения с выхода источника 1 через кодирующее устройство 2 поступают на вход цифрового скремблера 26, который реализует криптографический метод защиты дискретных сообщений от несанкционированного доступа посторонних лиц. Указанный метод включает шифрование, кодирование и преобразование сообщений, в результате которых их содержание становится недоступным без предъявления ключа криптограммы и обратного преобразования.Discrete messages from the output of source 1 through the encoder 2 are fed to the input of the digital scrambler 26, which implements a cryptographic method for protecting discrete messages from unauthorized access by unauthorized persons. This method includes encryption, encoding and transformation of messages, as a result of which their content becomes inaccessible without presenting the cryptogram key and reverse transformation.

При цифровом методе закрытия последовательных сообщений условно выделяются четыре основные группы:With the digital method of closing consecutive messages, four main groups are conditionally distinguished:

1) подстановка – символы дискретных сообщений заменяются другими символами в соответствии с заранее определенным правилом;1) substitution - symbols of discrete messages are replaced by other symbols in accordance with a predefined rule;

2) перестановка - символы дискретных сообщений переставляются по некоторому правилу в пределах заданного блока передаваемых дискретных сообщений;2) permutation - symbols of discrete messages are permuted according to a certain rule within a given block of transmitted discrete messages;

3) аналитическое преобразование – шифруемые сообщения преобразуются по некоторому аналитическому правилу;3) analytical transformation - encrypted messages are transformed according to some analytical rule;

4) комбинированное преобразование – исходные дискретные сообщения шифруются двумя или большим числом методов шифрования.4) combined transformation - the original discrete messages are encrypted with two or more encryption methods.

Скремблированные дискретные сообщения в виде модулирующего кода M(t) с выхода цифрового скремблера 26 поступают на первый вход модулятора, с помощью синхронизатора 28 включается второй генератор 29 псевдослучайной последовательности, который, в свою очередь, управляет работой синтезатора 30 несущих частот, на выходе которого последовательно во времени формируется сетка высокочастотных колебаний различных несущих частот:Scrambled discrete messages in the form of a modulating code M (t) from the output of the digital scrambler 26 are fed to the first input of the modulator, the synchronizer 28 turns on the second generator 29 of the pseudo-random sequence, which, in turn, controls the operation of the synthesizer 30 of carrier frequencies, at the output of which sequentially in time, a grid of high-frequency oscillations of various carrier frequencies is formed:

u1(t) = U1cos(ω1t + ϕ1),u 1 (t) = U 1 cos (ω 1 t + ϕ 1 ),

u2(t) = U2cos(ω2t + ϕ2),u 2 (t) = U 2 cos (ω 2 t + ϕ 2 ),

……………………….……………………….

ui(t) = Uicos(ωit + ϕi),u i (t) = U i cos (ω i t + ϕ i ),

……………………….……………………….

uм(t) = Uмcos(ωмt + ϕм), 0

Figure 00000001
Tc=M*tc,u m (t) = U m cos (ω m t + ϕ m ), 0
Figure 00000001
T c = M * t c ,

где Ui., ωi, ϕi, Tc – амплитуды, несущие частоты, начальные фазы и длительность высокочастотных колебаний;where U i. , ω i , ϕ i , T c - amplitudes, carrier frequencies, initial phases and duration of high-frequency oscillations;

i = 1,2,…,M, M = ∆ωc/∆ω1,i = 1,2,…, M, M = ∆ω c / ∆ω 1 ,

M – число используемых несущих частот (число частотных каналов),M - the number of used carrier frequencies (number of frequency channels),

∆ωc – ширина полосы частот расширенного спектра используемого сигнала (фиг. 4);∆ω c is the bandwidth of the spread spectrum of the signal used (Fig. 4);

∆ω1 – ширина полосы одного частотного канала;∆ω 1 - bandwidth of one frequency channel;

tc – временной интервал между переключениями частот, характеризует собой время работы на одной несущей частоте.t c - time interval between frequency switching, characterizes the operating time at one carrier frequency.

В зависимости от соотношения времени работы на одной частоте tc и длительности информационных символов (посылок) τэ ППРЧ может быть разделена: на межсимвольную, посимвольную и внутрисимвольную.Depending on the ratio of the operating time at one frequency t c and the duration of information symbols (messages) τ e, the frequency hopping can be divided: into intersymbol, per-symbol and intra-symbol.

При межсимвольной ППРЧ n информационных символов (n≥2) передаются на одной частоте, при этом tc = n*τэ.With an intersymbol frequency hopping, n information symbols (n≥2) are transmitted at one frequency, while t c = n * τ e .

В качестве примера на фиг.4 показан фрагмент частотно-временной матрицы сложного ФМн сигнала с ППРЧ. При этом n выбрано равным 4 As an example, Fig. 4 shows a fragment of the time-frequency matrix of a complex PSK signal with frequency hopping. In this case, n was chosen equal to 4

(tc = 4τэ), квадратами с различной наклонной штриховкой обозначены различные информационные символы (посылки) с различными фазами (0, π).(t c = 4τ e ), squares with different oblique shading denote different information symbols (messages) with different phases (0, π).

Сформированные высочастотные колебания последовательно во времени поступают на второй вход первого модулятора 3.The generated high-frequency oscillations are sequentially in time fed to the second input of the first modulator 3.

На выходе первого модулятора 3 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) с ППРЧAt the output of the first modulator 3, a complex phase-shift keying (PSK) signal with a frequency hopping is generated

uci(t) = Uicos[ωit +ϕk(t) + ϕi], 0≤t≤ tc,u ci (t) = U i cos [ω i t + ϕ k (t) + ϕ i ], 0≤t≤ t c ,

где ϕk(t) = {0, π} – манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), при чем ϕk(t) =const при kτэ < t<(k+1) τэ и может изменяться скачком при where ϕ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component reflecting the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t), and ϕ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1 ) τ e and can change abruptly at

t = kτэ, т.е. на границах между элементарными символами (посылками) (k = 1, 2,…N-1);t = kτ e , i.e. at the boundaries between elementary symbols (parcels) (k = 1, 2, ... N-1);

τэ, N – длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал с длительностью Tc (Tc = Nτэ).τ e , N - the duration and the number of elementary messages, from which the signal with the duration T c is composed (T c = Nτ e ).

Этот сигнал после усиления в передатчике 5 (усилителе мощности) излучается передающей антенной 6 с направленной диаграммой направленности в сторону приемной части когерентной радиолинии.This signal, after being amplified in the transmitter 5 (power amplifier), is emitted by the transmitting antenna 6 with a directional radiation pattern towards the receiving part of the coherent radio link.

Псевдослучайная последовательность (ПСП) с выхода генератора 7 поступает на первый вход модулятора 8, на второй вход которого подается высокочастотное колебание с выхода генератора 9 высокой частоты.The pseudo-random sequence (PSP) from the output of the generator 7 is fed to the first input of the modulator 8, to the second input of which a high-frequency oscillation is supplied from the output of the high-frequency generator 9.

uш(t) = Uшcos(ωшt + ϕш), 0

Figure 00000002
u w (t) = U w cos (ω w t + ϕ w ), 0
Figure 00000002

где ωш - ωc = ∆ω ≤ ∆ωд, ∆ωд – полоса пропускания синхронных детекторов 14, 19 и 20.where ω w - ω c = ∆ω ≤ ∆ω d , ∆ω d is the passband of synchronous detectors 14, 19 and 20.

На выходе модулятора 8 образуется шумоподобный сигнал (ШПС)A noise-like signal (NLS) is formed at the output of the modulator 8

u2(t) = Uшcos[ωшt + ϕш(t) + ϕш], 0

Figure 00000002
u 2 (t) = U w cos [ω w t + ϕ w (t) + ϕ w ], 0
Figure 00000002

где ϕш(t) = {0, π} – манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с ПСП.where ϕ w (t) = {0, π} is the manipulated phase component that reflects the phase manipulation law in accordance with the PSP.

Указанный сигнал после усиления в передатчике 10 (усилителе мощности) излучается передающей антенной 11 с направленной диаграммой направленности в сторону приемной части когерентной радиолинии. Мощность этого сигнала много больше, чем мощность информационного сигнала, для которого он создает шумовую завесу.The specified signal after amplification in the transmitter 10 (power amplifier) is emitted by the transmitting antenna 11 with a directional radiation pattern towards the receiving part of the coherent radio link. The power of this signal is much greater than the power of the information signal, for which it creates a noise blanket.

Смесь ФМн сигнала с ППРЧ uci(t) и ШПС сигнала u2(t)Mixture of PSK signal with frequency hopping u ci (t) and NLS signal u 2 (t)

u(t) = uci(t) + u2(t)u (t) = u ci (t) + u 2 (t)

с выхода приемной антенны 12 через приемник 13 (усилитель высокой частоты) одновременно поступает на первые (информационные) входы синхронных детекторов 14, 19 и 20, на вторые входы которых подаются опорные напряжения соответственно с выхода блока 16 выделения опорного напряжения непосредственно и через фазовращатель 17 и 18 на - 30° и + 30° :from the output of the receiving antenna 12 through the receiver 13 (high frequency amplifier) is simultaneously fed to the first (information) inputs of the synchronous detectors 14, 19 and 20, to the second inputs of which reference voltages are supplied, respectively, from the output of the block 16 for selecting the reference voltage directly and through the phase shifter 17 and 18 at - 30 ° and + 30 °:

u01(t) = U0cos(ωit + ϕi),u 01 (t) = U 0 cos (ω i t + ϕ i ),

u02(t) = U0cos(ωit + ϕi - 30°),u 02 (t) = U 0 cos (ω i t + ϕ i - 30 °),

u03(t) = U0cos(ωit + ϕi + 30°).u 03 (t) = U 0 cos (ω i t + ϕ i + 30 °).

На выходе синхронных детекторов 14, 19 и 20 выделяются следующие низкочастотные напряжения соответственно:At the output of synchronous detectors 14, 19 and 20, the following low-frequency voltages are allocated, respectively:

uн1(t) = Uн1cosϕк(t) + Uн2.cos[(ωш - ωi)t + ϕш(t) + ϕш - ϕi],u n1 (t) = U n1 cosϕ k (t) + U n2. cos [(ω w - ω i ) t + ϕ w (t) + ϕ w - ϕ i ],

uн2(t) = Uн1cos[ϕк(t) + 30°] + Uн2.cos[(ωш - ωi)t + ϕш(t) + ϕш - ϕi + 30°],u n2 (t) = U n1 cos [ϕ to (t) + 30 °] + U n2. cos [(ω w - ω i ) t + ϕ w (t) + ϕ w - ϕ i + 30 °],

uн3(t) = Uн1cos[ϕк(t) - 30°] + Uн2.cos[(ωш - ωi)t + ϕш(t) + ϕш - ϕi - 30°],u n3 (t) = U n1 cos [ϕ to (t) - 30 °] + U n2. cos [(ω w - ω i ) t + ϕ w (t) + ϕ w - ϕ i - 30 °],

где Uн1 =

Figure 00000003
Ui U0; Uн2 =
Figure 00000003
Uш U0.where U n1 =
Figure 00000003
U i U 0 ; U n2 =
Figure 00000003
U w U 0 .

На выходе вычитателя 21 образуется разностное напряжениеA difference voltage is generated at the output of the subtractor 21

∆ uн1(t) = uн2(t) - uн3(t) = Uн2 sin[(ωш - ωi)t + ϕш(t) + ϕш - ϕi],∆ u n1 (t) = u n2 (t) - u n3 (t) = U n2 sin [(ω w - ω i ) t + ϕ w (t) + ϕ w - ϕ i ],

которое представляет собой ШПС сигнала и отличается от ШПС сигнала на выходе синхронного детектора 14 поворотом по фазе на + 90°. which is the NLS signal and differs from the NLS signal at the output of the synchronous detector 14 by phase rotation by + 90 ° .

Разностное напряжение ∆ uн1(t) с выхода вычитателя 21 поступает на вход фазовращателя 22 на + 90°, на выходе которого образуется разностное напряжениеThe difference voltage ∆ u h1 (t) from the output of the subtractor 21 is fed to the input of the phase shifter 22 by + 90 °, at the output of which a difference voltage is formed

∆uн2(t)=Uн2sin[(ωшi)t+ϕш(t)+ϕшi+90°]=Uн2 cos[(ωшi)t+ϕш(t)+ϕшi].∆u n2 (t) = U n2 sin [(ω wi ) t + ϕ w (t) + ϕ wi + 90 °] = U n2 cos [(ω wi ) t + ϕ w (t) + ϕ wi ].

Это напряжение поступает на второй вход вычитателя 23, на выходе которого образуется разностное напряжениеThis voltage is fed to the second input of the subtractor 23, at the output of which a difference voltage is formed

∆ uн3(t) = ∆uн2(t) - ∆uн3(t) = Uн1 cosϕk(t),∆ u n3 (t) = ∆u n2 (t) - ∆u n3 (t) = U n1 cosϕ k (t),

представляющее собой аналог передаваемого сообщения. Напряжение which is an analogue of the transmitted message. Voltage

∆ uн3(t) с выхода вычитателя 23 поступает на вход цифрового дескремблера 27, принцип работы которого соответствует принципу работы цифрового скремблера 26, но имеет противоположный характер. На выходе дескремблера 27 образуется кодовая информация, которая поступает на вход декодирующего устройства 24, на выходе которого образуется исходная информация источника 1 дискретных сообщений, которая поступает на вход блока 25 регистрации и анализа сообщений.∆ u n3 (t) from the output of the subtractor 23 is fed to the input of the digital descrambler 27, the principle of operation of which corresponds to the principle of operation of the digital scrambler 26, but has the opposite character. At the output of the descrambler 27, code information is formed, which is fed to the input of the decoding device 24, at the output of which the initial information of the source 1 of discrete messages is formed, which is fed to the input of the unit 25 for registration and analysis of messages.

Когерентная радиолиния под прикрытием мощной шумовой завесы может успешно выполнять свои функции. При этом значительно снижается возможность несанкционированного доступа посторонних лиц к конфиденциальной информации, которая передается по когерентной радиолинии, так как сигнал шумовой завесы скрывает информационный сигнал за счет энергетического превышения этого сигнала шумоподобным сигналом завесы в заданном диапазоне частот.A coherent radio link under the cover of a powerful noise curtain can successfully perform its functions. At the same time, the possibility of unauthorized access by unauthorized persons to confidential information, which is transmitted over a coherent radio link, is significantly reduced, since the noise curtain signal hides the information signal due to the energy excess of this signal by the noise-like curtain signal in a given frequency range.

Кроме того, сложные сигналы с фазовой модуляцией с точки зрения обнаружения обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.In addition, complex phase modulated signals have high energy and structural secrecy in terms of detection.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема оказывается замаскированным не только шумоподобными сигналами, но и шумами и помехами. Причем энергия сложного информационного сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.Energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and in the spectrum with optimal processing, which makes it possible to reduce the instantaneous radiated power. As a result, the complex PSK signal at the receiving point is masked not only by noise-like signals, but also by noise and interference. Moreover, the energy of a complex information signal is by no means small, it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this area the signal power is less than the power of noise and interference.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника. Сложные ФМн-сигналы позволяют применять новый вид селекции – структурную селекцию.Structural secrecy of complex PSK signals is due to a wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimally or albeit quasi-optimal processing of complex PSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the receiver sensitivity. Complex PSK signals make it possible to apply a new type of selection - structural selection.

Криптографическая защита конфиденциальной дискретной информации от несанкционированного доступа посторонних лиц обеспечивается специальными методами шифрования, кодирование и преобразование конфиденциальной дискретной информации, в результате которых ее содержание становится недоступным без предъявления ключа криптограммы и обратного преобразования.Cryptographic protection of confidential discrete information from unauthorized access by unauthorized persons is provided by special methods of encryption, encoding and transformation of confidential discrete information, as a result of which its content becomes inaccessible without the presentation of the cryptogram key and reverse transformation.

Таким образом, предлагаемая когерентная радиолиния по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает не только шумовую, энергетическую, структурную и криптографическую защиту, но и защиту конфиденциальной дискретной информации от несанкционированного доступа посторонних лиц за счет использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) и ППРЧ.Thus, the proposed coherent radio link, in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose, provides not only noise, energy, structural and cryptographic protection, but also the protection of confidential discrete information from unauthorized access by unauthorized persons through the use of complex signals with phase shift keying (PSK) and PPRCH.

Стратегия защиты от несанкционированного доступа посторонних лиц заключается в «уходе» сигналов когерентной радиолинии за счет перестройки рабочей частоты по псевдослучайному закону. Поэтому в предлагаемой когерентной радиолинии важной характеристикой является фактическое время работы на одной частоте tc. Чем меньше это время, тем выше вероятность того, что сложные ФМн сигналы с ППРЧ не будут подвержены воздействию посторонних лиц.The strategy of protection against unauthorized access by unauthorized persons is to "escape" signals of a coherent radio link by tuning the operating frequency according to a pseudo-random law. Therefore, in the proposed coherent radio link, an important characteristic is the actual operating time at one frequency t c . The shorter this time, the higher the likelihood that complex PSK signals with frequency hopping will not be affected by unauthorized persons.

Следовательно, функциональные возможности известной когерентной радиолинии расширены, а надежность защиты конфиденциальной дискретной информации от несанкционированного доступа посторонних лиц повышена.Consequently, the functionality of the known coherent radio link is expanded, and the reliability of protecting confidential discrete information from unauthorized access by unauthorized persons is increased.

Авторы: Дикарев Виктор ИвановичAuthors: Dikarev Viktor Ivanovich

Парфенов Николай Петрович Parfenov Nikolay Petrovich

Алексеев Сергей Алексеевич Alekseev Sergey Alekseevich

Стахно Роман Евгеньевич Stakhno Roman Evgenievich

Claims (1)

Когерентная радиолиния, содержащая на передающей стороне последовательно включенные источник дискретных сообщений, кодирующее устройство, цифровой скремблер, первый модулятор, первый передатчик и первую передающую антенну, последовательно включенные первый генератор псевдослучайной последовательности, второй модулятор, второй вход которого соединен с выходом второго генератора высокой частоты, второй передатчик и вторую передающую антенну, а на приемной стороне последовательно включенные приемную антенну, приемник, первый синхронный детектор, второй вычитатель, цифровой дескремблер, декодирующее устройство и блок регистрации и анализа сообщений, последовательно подключенные к выходу приемника блок поиска по частоте и блок выделения опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемника, а выход подключен к второму входу первого синхронного детектора, последовательно подключенные к выходу блока выделения опорного напряжения фазовращатель на - 30°, второй синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, первый вычитатель и фазовращатель на + 90°, выход которого соединен с вторым выходом второго вычитателя, последовательно подключенные к выходу блока выделения опорного напряжения фазовращатель на + 30° и третий синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, а выход подключен к второму входу первого вычитателя, отличающаяся тем, что она снабжена синхронизатором, вторым генератором псевдослучайной последовательности и синтезатором несущих частот, причем к выходу синхронизатора последовательно подключены второй генератор псевдослучайной последовательности и синтезатор несущих частот, выход которого соединен с вторым входом первого модулятора.A coherent radio link containing on the transmitting side a sequentially connected source of discrete messages, an encoder, a digital scrambler, a first modulator, a first transmitter and a first transmitting antenna connected in series with a first pseudo-random sequence generator, a second modulator, the second input of which is connected to the output of the second high frequency generator, a second transmitter and a second transmitting antenna, and on the receiving side a receiving antenna, a receiver, a first synchronous detector, a second subtractor, a digital descrambler, a decoding device and a message registration and analysis unit, connected in series to the receiver output, a frequency search unit and a reference selection unit voltage, the second input of which is connected to the output of the receiver, and the output is connected to the second input of the first synchronous detector, serially connected to the output of the reference voltage extraction unit, a phase shifter by - 30 °, a second synchronous detector a torus, the second input of which is connected to the output of the receiver, the first subtractor and a + 90 ° phase shifter, the output of which is connected to the second output of the second subtractor, connected in series to the output of the reference voltage extraction unit, a phase shifter by + 30 ° and a third synchronous detector, the second input of which is connected with the output of the receiver, and the output is connected to the second input of the first subtractor, characterized in that it is equipped with a synchronizer, a second pseudo-random sequence generator and a carrier frequency synthesizer, and a second pseudo-random sequence generator and a carrier frequency synthesizer are connected to the synchronizer output, the output of which is connected to the second the input of the first modulator.
RU2019140864A 2019-12-11 2019-12-11 Coherent radio link RU2735923C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140864A RU2735923C1 (en) 2019-12-11 2019-12-11 Coherent radio link

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140864A RU2735923C1 (en) 2019-12-11 2019-12-11 Coherent radio link

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2735923C1 true RU2735923C1 (en) 2020-11-10

Family

ID=73398148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019140864A RU2735923C1 (en) 2019-12-11 2019-12-11 Coherent radio link

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2735923C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811564C1 (en) * 2023-08-01 2024-01-15 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Radio link with automatic adjustment of radio signal spectrum parameters

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0521525A2 (en) * 1991-07-04 1993-01-07 Technion Research &amp; Development Foundation Ltd. Delay demodulation method, for DPSK, insensitive to carrier frequency offsets
EP0486839B1 (en) * 1990-10-25 2000-07-12 Nec Corporation Quasi-coherent MPSK demodulator
US6128476A (en) * 1997-01-23 2000-10-03 Nec Corporation Transmitting diversity circuit for TDMA radio unit
RU2286026C1 (en) * 2005-04-25 2006-10-20 Вячеслав Адамович Заренков Coherent radio line
RU2329608C1 (en) * 2007-02-26 2008-07-20 Вячеслав Адамович Заренков Coherent radio line
RU2447598C1 (en) * 2010-10-29 2012-04-10 Виктор Иванович Дикарев Coherent radio line

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0486839B1 (en) * 1990-10-25 2000-07-12 Nec Corporation Quasi-coherent MPSK demodulator
EP0521525A2 (en) * 1991-07-04 1993-01-07 Technion Research &amp; Development Foundation Ltd. Delay demodulation method, for DPSK, insensitive to carrier frequency offsets
US6128476A (en) * 1997-01-23 2000-10-03 Nec Corporation Transmitting diversity circuit for TDMA radio unit
RU2286026C1 (en) * 2005-04-25 2006-10-20 Вячеслав Адамович Заренков Coherent radio line
RU2329608C1 (en) * 2007-02-26 2008-07-20 Вячеслав Адамович Заренков Coherent radio line
RU2447598C1 (en) * 2010-10-29 2012-04-10 Виктор Иванович Дикарев Coherent radio line

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811564C1 (en) * 2023-08-01 2024-01-15 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Radio link with automatic adjustment of radio signal spectrum parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6850733B2 (en) Method for conveying application data with carrierless ultra wideband wireless signals
JP3781428B2 (en) Ultra-wideband communication system and method
US7574219B2 (en) Method and system for enabling device functions based on distance information
CN101145901B (en) Ultra-chaos pseudo random sequence generator
US8358613B1 (en) Transmitter-directed security for wireless-communications
RU2412551C2 (en) Generation method of robust signals
US20060198522A1 (en) Wide band-DCSK modulation method, transmitting apparatus thereof, wide band-DCSK demodulation method, and receiving apparatus thereof
Shen et al. When LoRa meets EMR: Electromagnetic covert channels can be super resilient
JP2004274764A (en) Uwb pulse string generating apparatus and method, and data transmitter-receiver and method using its pulse string
US7308043B1 (en) Scrambled chirp frequency jitter for feature suppression
RU2735923C1 (en) Coherent radio link
RU2329608C1 (en) Coherent radio line
RU2447598C1 (en) Coherent radio line
US6963599B1 (en) Multitone frequency hop communications system
RU2286026C1 (en) Coherent radio line
RU2386159C2 (en) Clock synchronisation system
Geng et al. Wide-band optical frequency hopping using digital chaos
KR20160093946A (en) Method and system for Quantum Key Distribution by Frequency-Domain Coding
Rouissi et al. A hybrid ds-fh-thss based approach anti-jamming in wireless sensor networks
Ilchenko et al. Theoretical and practical aspects of the use of stochastic signals in telecommunication systems
CN104363085A (en) Remote security communication method
JP6925645B2 (en) Signal processing system
Dowla Ultra-wideband communication
Azadegan et al. Resistance against spot jamming by using pulse compression based on quadru-phase and frequency codes in radar systems
Sadek et al. Research on interference of conventional communication signals