SU1401475A1 - Устройство дл формировани нелинейных рекуррентных последовательностей дискретных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике формировани  дискретных сигналов, использующихс  в системах св зи и радиолокации со сложными шумоподобными сигналами. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет формировани  различных кодовых словарей нелинейных рекуррентных последовательностей и их программной смены в процессе работы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит сумматор по модулю два, сдвигающий регистр, первый элемент И, элемент задержки, с второго по четвертый элементы И, элемент ИЛИ, блок управлени . 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл. Q 3

Description

сд

Изобретение относитс  к технике формировани  дискретных сигналов, использующихс  в системах св зи со сложными сигналами (шумоподобными сигналами - ШПС),

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет формировани  различных кодовы словарей нелинейных рекуррентных ПОСдовательностей и их программной смены в процессе работы.

На чертеже представлена структурна схема устройства.

Таблица истинности состо ний уст- ройства по сн ет его работу по формированию нелинейной рекуррентной последовательности Xg.

Устройство содержит сумматор1 по модулю два, сдвигающий регистр 2, первый элемент ИЗ, элемент 4 задержки , с второго по четвертьй элементы И 5-7, элемент ИЛИ 8, блок 9 управлени . Блок 9 управлени  содержит .первый и второй регистры 10 и 11, пер вый и второй счетчики 12 и 13, ключ 14, генератор 15 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 16.

Оптимальный по своим свойствам и характеристикам псевдослучайных последовательностей (ПСП) длительностью L 8  вл етс  характеристический восьмипозиционный код с двухуровневой периодической функцией автокоррел ции (ПФАК) K,(ni) 4,0, (mod 8), построение которого базируетс  на использовании характера V() мультипликативной группы пол  GF(3 ):

fx й,- i 0,1,..., (3 - 2) 7

р- V(0 + 1), если

(9 + (mod 3), |М 1, если 9 + 1 О (mod 3)

где 6 - первообразный элемент пол 

. (GF(3), а именно дл  СГ(зЪ 0 есть первообразный неприводимый над полем GF(3) полином второй степени f(X) Х - X - 1.

Восьмипозиционный характеристический код  вл етс  по существу нелинейной рекуррентной последовательностью (НЛРП) cL 8: р(1 1-1 1 1-1-1-1. Данна  НЛРП имеет

Q

5

0 5

О

0

5

0

5

вид: f 11011000. Така  ПСП характеризуетс  тем, что максимальные боковые выбросы не превышают величины шах r.(m) 2, что определ ет высокую помехоустойчивость данной ПСП от взаимных (внутрисистемных) помех.

Использование данной НЛРП обеспечивает помимо помехоустойчивости ими- тостойкость и криптоустойчивость. Возможность применени  целых словарей НЛРП данной длительности, построенных на основе автоморфных, неинверсно-изоморфных и изоморфных преобразований исходной НЛРП (|К) с использованием программных принципов смены НЛРП в одном словаре, смены самих словарей НЛРП обеспечивает еще больщую имитостойкость, криптоустойчивость и скрытность специальных систем св зи.

Формирование одной НЛРП.

В первый тактовый момент на информационные входы второй группы блока 9 управлени  поступает код исходной начальной фазы и записываетс  в регистр 10 с помощью синхроимпульса Запись исходного состо ни , подаваемого на вход режима блока 9 управлени  и дальше на вход записи регистра Ю. Во второй тактовый момент на вход запуска блока 9 управлени  поступает импульс Начало работы , который, проход  на вход запуска генератора 15 тактовых импульсов , включает его, а также, проход  на вход считывани  регистра 10, обеспечивает описывание кода начальной фазы из регистра 10 в регистр 2, а,проход  через элемент ИЛИ 16 на первый выход блока 9 и дальше на вход записи регистра 2, обеспечивает запись кода начальной фазы в регистр 2. Одновременно код начальной исходной фазы по вл етс  и на пр мых выходах регистра 2.

В последующие тактовые моменты от третьего по дес тый импульсы с генератора 15, поступающие на вход записи регистра 2, обеспечивают последовательное изменение состо ний разр дов регистра 2 в соответствии с функцией внутренней логики х j

Xj., Xj.5 X,-.j X; @ X-.j© Xi,

так,

что начина  с 11-го такта состо ни  разр дов регистра 2 будут повтор тьс . Формирование при этом оптимальной ПСП (НЛРП) Ха i11011000 длительностью 1, 8 обеспечиваетс  с помощью элементов И 5-7 и ИЛИ 8. Логическа  функци , котора  обеспечн- ветс  элементами И 5-8 дл  формировани  НЛРП Х., имеет вид

В , X(.,VX..,X

10

15

20

анный цикл работы может повторитьс , начина  с 11-го тактового момента , что определ етс  оператором с помощью кода шифра словар , подаваемого на информационные входы второй группы блока 9 управлени .

Формирование определенного типа словар  НЛРП.

Объем словар  НЛРП как и любого ругого словар  кодовых рекуррентных последовательностей определ етс  числом авто- и изоморфных преобразований . Дл  НЛРП L 8 (характеристического кода) имеетс  лишь один неинверсный изоморфизм, остальные

7- аморфные преобразовани , которые представл ют собой циклические сдвижки неинверсного изоморфизма.

8данном случае неинверсным изомор-- измом  вл етс  НЛРП Xg {11011000 У- л  формировани  других (автоморфных) Q ЛРП, следу  таблице истинности, остаточно обеспечить начало формиовани  НЛРП не с начальной фазы

1100, а с начальной фазы такой, котора  соответствует какому-либо промежуточному состо нию разр дов егистра 2 (по таблице истинности это соответствует тактам с третьего о дев тый). Выбор в качестве наальной фазы любого промежуточного состо ни  регистра 2 (по таблице истинности ) не нарушает цикличной работы (с периодом L 8) регистра 2, так как это не зависит от качества (структуры) начальной фазы из определенного в таблице истинности объема (набора) начальных фаз (промежуточных состо ний регистра 2).

Характер же словар  НЛРП, таким образом, зависит от того, кака  начальна  фаза устанавливаетс  в регистре 2 после того, как сформирована кака -то определенна  (предьщу- ща ) НЛРП. Пор док чередовани  (выбора ) начальных фаз определ ет вид , формируемого словара НЛРП. Он может состо ть только из одной посто нно формируемой НЛРП, только из двух посто нно формируемых НЛРП, только

25

35

40

45

50

55

( -4

10

15

20

- У- ) Q ,

из трехНЛРП и т.д. и в конце концов и  восьми НЛРП. Чем сложнее пор док чередовани  начальных фаз, тем выше имитостойкость, криптоустойчн- вость словар  НЛРП. Оптимальным в этом смысле оказываетс  словарь, построенный с помощью такого пор дка чередовани  НЛРП, который носит псевдослучайный характер. Однако в любом конкретном случае необходима возможность измен ть этот пор док с помощью оператора. Эти возможности и реализованы в устройстве с помощью блока 9 управлени , в котором заложен принцип запоминани  в регистре 10 промежуточного состо ни  регистра 2 в соответствии с кодом шифра словар .

Так, например, в первый тактовый момент через информационные входы второй группы блока 9 управлени  оператором заноситс  код цифры 5 (101.)в регистр 11. Это означает, 25 что в регистре 10 после начала формировани  первой НЛРП запомнено третье промежуточное состо ние регистра 2 (в данном случае это будет в п тый тактовый момент, по таблице истинности состо ние 0001 регистра 2). Затем после окончани  формировани  первой НЛРП запомненное промежуточное состо ние регистра 2 будет считано из регистра 10 оп ть в регистр 2, но уже в качестве его начальной фазы. После чего начнетс  процесс формировани  другой НЛРП и если к этому моменту не был изменен код шифра словар , то в последующем оп ть будет запоминатьс  в регистре 10 каждое третье промежуточное состо ние регистра 2 и затем считыватьс  в регистре 2 в качестве начальной фазы. Например, пор док чередовани  типа кажда  треть  фаза переберет в конце концов (спуст  восемь циклов ) все возможные начальные фазы так же, как и любой другой пор док типа кажда  п-  фаза, где п 2, 3,... 7, а пор док типа кажда  перва  фаза обеспечивает формирование словар , состо щего только из одной определенной НЛРП. Таким образом, числом п в законе кажда  п-  фаза закладываетс  пор док чередовани  начальных фаз, т.е. пор док чередовани  НЛРП в словаре.

В режиме формировани  словар  НЛРП устройство работает следующим образом.

35

40

45

50

55

в первый тактовый момент в регистр 11 с информационных входов второй группы блока 9 с помощью синхроимпульса , поступающего на вход режима блока 9 и далее на вход записи регистра 11, записываетс  код шифра словар  в виде двоичного кода ключевой цифры 5 (101). Этот же синхроимпульс закрывает ключ 14. Во второй тактовый момент синхроимпульс Начало работы, поступающий на вход запуска блока 9, открывает ключ 14 и, проход  на вход считывани  регистра

11и через элемент ИЛИ 16 на синхро- вход счетчика 12, обеспечивает считывание из регистра 11 в счетчик 12 код цифры 5 (101). В третий тактовый момент вместе с началом формировани  первой НЛРП тактовые импульсы с генератора 15 поступают -на счетный вход счетчика 13, а через открытый ключ 14 на счетный вход счетчика 12 и через элемент ИЛИ 16 на синхровход счетчика 12 (дл  синхронизации счета). Так как в счетчике

12записано состо ние кода числа 5 (101), то спуст  три такта (п тый тактовый момент) на его выходе по витс  импульс переполнени , который закроет ключ 14, пройд  на вход записи регистра 11 обеспечит, если изменилс  код шифра, запись в регистр 11 кода другой цифры, пройд  на вход записи регистра 10, обеспечит запись третьего промежуточного состо ни  регистра 2, Если код шифра (код цифры ) не измен лс , то состо ние регистра 11 не изменитс  в этот тактовый момент. Спуст  восемь тактовых импульсов генератора 15 (дес тый тактовый момент) на выходе счетчика 13 по вл етс  импульс переполнени , который открывает ключ 14 и, пройд 

на вход считывани  регистра 11, обеспечивает считывание кода цифры 5 (в данном случае) на счетчик 12, а также обеспечивает считывание с регистра 9 на входы регистра 2 кода начальной фазы. Таким образом, дес тый тактовый момент заканчиваетс  формирование первой НЛРП и все устройство подготавливаетс  дл  формировани  последующей НЛРП из данного словар .

Начина  с 11-го тактового момента начинаетс  формирование НЛРП, определ емой начальной фазой 0001, котора  была промежуточным состо нием регистра 2 в п тый тактовый момент.

Эта НЛРП имеет вид f 11000110 и тем самым представл ет трехсимволь- ный СДВИГ влево исходной НЛРП (неинверсного изоморфизма) |U .11011000.

Таким образом, процесс формировани  НЛРП продолжаетс  по описанному принципу так, что через каждые восемь тактов формируетс  нова  НЛРП, сдвинута  от предыдущей НЛРП на три символа влево. В 19-й тактовый момент записываетс  (по усмотрению или оператора или других программных средств) новый код шифра словар  (например, 5 код цифры 3 011). Это, начина  с 21-го тактового момента, обеспечивает формирование такого словар  НЛРП, в котором кажда  последующа  НЛРП отличаетс  от предыдущей сдвигом на п ть тактов влево. Процесс формировани  НЛРП такой же, какой описан, за исключением того, что импульс переполнени  с выхода счетччка 12 по вл етс  спуст  п ть тактовых импуль0

сов, а вследствие этого заполн етс  в регистре 10 п тое промежуточное состо ние регистра 2 после начала формировани  НЛРП.

В процессе работы оператором (или программными средствами) могут периодически мен тьс  в течение сеанса св зи ключевые коды (код шифра словар  - код цифр), поступающие на информационные входы ПУБ второй группы блока 9 управлени , которые и определ ют характеры формируемых словарей НЛРП.

Claims (2)

1. Устройство дл  формировани  нелинейных рекуррентных последовательностей дискретных сигналов, содержащее сумматор по модулю два, сдвигающий регистр, элемент задержки и первый элемент И, выход которого подключен к входу элемента задержки, выход которого подключен к первому информационному входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к

входу записи сдвигающего регистра, . первый и второй пр мые выходы которого подключены соответственно к второму и к третьему информационным входам сумматора по модулю два-, о тличающеес  тем,что,с целью расширени  функциональных возможностей за счет формировани  различных кодовых словарей нелинейных рекуррентных последовательностей и их

7

программной смены R пропес-се работы, в него введены блок управлени , с второго по четверть элементы И и элемент ШТИ, причем первый вход кода начальной фазы устройства объединен с помощью элемента МОНТАЖНОЕ ШШ с первым пр мым выходом сдвигаюше- го регистра и подключен к первому входу второго элемента Инк первому информационному входу первой группы блока управлени , второй вход кода начальной фазы устройства объединен с помощью элемента МОНТАЖНОЕ ИЛИ с вторым пр мым выходом сдвигающего регистра и подключен к второму входу второго элемента И и к второму информационному входу первой группы блока управлени , третий выход кода начальной фазы устройства объединен с помощью элемента МОНТАЖНОЕ ИЛИ с третьим пр мым выходом сдвигающего регистра и подключен к первому входу третьего элемента И, и третьему информационному входу первой группы блока управлени  и к первому входу первого элемента И, четвертый выход кода начальной фазы устройства объединен с помощью элемента МОНТАЖНОЕ ИЛИ с четвертымпр мым выходом сдвигающего регистра и подключен к второму входу первого элемента И и к четвертому информационному входу первой группы блока управлени , с первого по третий входы кода шифра словар  устройства подключены соответственно к информационным входам с первого по третий второй группы блока управлени , вход запуска и вход установки в исходное состо ние устройства подключены соответственно к входу запуска и к входу режима блока управлени , первый инверсный выход сдвигающего регистра подключен к первому входу четвертого элемента Ник третьему входу первого элемента И, второй инверсный выход сдвигающего регистра подключен к второму входу четвертого элемента И и к четвертому входу первого элемента И, третий и четвертый инверсные выходы сдвигающего регистра- подключены соответственно к третьему входу четвертого элемента Инк второну входу третьего элемента И, выходы элемен

8

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тов и с нтп1н гс1 1IC1 чотпсртыГ подключены соответственно к первому, второму и третьему входам элемента И.ПИ, выход которого подключен к выходу нелинейной рекуррентной последовательности устройства, с первого по п тый выходы блока управлени  подключены соответственно к входу синхронизации , к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам сдвигающего регистра.

I

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит первый и второй регистры, первый и второй сечтчики, ключ, элемент ИЛИ и генератор тактовых импульсов, причем вход режима блока объединен через элемент МОНТАЖНОЕ ИЛИ с выходом переполнени  первого счетчика и подключен к входам записи первого и второго регистров и к первому управл ющему входу ключа, вход запуска блока управлени  объединен через элемент МОНТАЖНОЕ ИЛИ с выходом переполнени  второго счетчика и подключен к входам считывани  первого и второго регистров, к второму управл ющему входу ключа, к первому входу элемента ИЛИ и к входу запуска генератора тактовых импульсов , вьпсод которого подключен к информационному входу ключа, к счетному входу второго счетчика и к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу синхронизации первого счетчика и к первому входу блока, с первого.по четвертый информационные входы первой группы блока подключены соответственно с первого по четвертый к информационным входам первого регистра, с первого по четвертый выходы которого подключены соответственно к выходам с второго по п тый блока, с первого по третий информационные входы второй

. .

группы блока подключены соответственно с первого по третий к информационным входам второго регистра, выходы с первого по третий которого подключены соответственно с первого по третий к информационным входам первого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу ключа.