Результат интеллектуальной деятельности: Способ радиоподавления каналов связи, использующих сигналы с частотной манипуляцией

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике создания имитационных (структурных) помех каналам радиосвязи, в которых используются сигналы с частотной манипуляцией, и может быть использовано для избирательного радиоподавления (РП).

Известен способ формирования радиопомех: Европатент ЕР 0293167 А2, опубл. 30.11.88, бюл. 88/48, МПК Н04К 3/00. Известный способ включает прием сигнала источника излучения, определение частотных и структурных параметров этого сигнала (несущую частоту, длительность передачи, моменты начала и окончания передачи соседнего «дружественного передатчика»), формирование структуры модулирующего помехового напряжения, модуляцию сигнала возбудителя полученным модулирующим напряжением, усиление и излучение в эфир помехового радиосигнала только после окончания работы соседнего передатчика.

Недостаток способа в том, что он имеет ограниченную область применения, так как позволяет подавлять системы связи, работающие только в симплексном режиме приема и передачи сообщений.

Известен способ РП каналов связи по патенту РФ №2104616 С1 от 10.02.98, МПК Н04К 3/00, опубл. 10.02.98, бюл. №4.

Известный способ включает в себя прием сигналов источников излучения, определение их параметров, измерение суммарного времени, в течение которого отсутствует прием сигналов на рабочих частотах источников излучения в заданном промежутке времени, распределение временного ресурса подавления между рабочими частотами источников излучения, подлежащих РП. Формирование структуры управляющих сигналов, задающих режим работы устройства управления передачей и структуру модулирующих напряжений, модуляцию сигналов возбудителей, усиление их в передатчике помех и излучение в эфир в режиме, заданном сигналом устройства управления передачей согласно временному ресурсу подавления, в течение интервала, равного времени отсутствия приема на подавляемой частоте.

Недостаток известного способа заключается в том, что он имеет ограниченную область применения, так как позволяет эффективно осуществлять радиоподавление только тех систем связи, которые для передачи данных используют достаточно ограниченное количество рабочих частот и информация о степени загруженности которых полностью априори известна.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является способ РП каналов связи по патенту РФ №2450458 С1 от 13.04.11, опубл. 10.05.12, бюл. №13.

Согласно способу-прототипу принимают сигналы источников излучения, определяют их параметры, формируют сигналы управления режимом передачи и структурой модулирующих напряжений, модулируют, усиливают и излучают помеховые сигналы. При этом принимают сигналы источников излучения в полосе частот ΔF в течение временного цикла T_р на каждой рабочей частоте источника излучения , где i=1, 2 - текущий номер рабочей частоты источника излучения. У принятого сигнала измеряют время t_i, в течение которого он существует на i-й частоте, из числа измеренных временных интервалов t_i выделяют минимальное значение t_min, причем помеховый сигнал излучают в интервале времени t_n=t_min в течение временного цикла Т_п, начиная с окончания временного цикла Т_р, каждый раз при обнаружении сигнала источника на одной из его рабочих частот . Окончание временного цикла Т_р выбирают из условия трехкратного совпадения наименьшего из значений t_i обнаруженных сигналов на рабочих частотах источника излучения. Временной цикл Т_и считают завершенным, если после очередного излучения помехового сигнала t_п на всех частотах сигнал от источника отсутствует. Формирование сигналов управления режимом передачи включает выбор несущих частот помеховых сигналов, совпадающих с рабочими частотами принятых сигналов источников радиоизлучения каналов пакетной связи, формирование сигналов управления временем излучения помеховых сигналов t_n на частотах в пределах временного цикла подавления и сигнала управления излучением помехи в начале и конце цикла подавления. В качестве определяемых параметров сигнала, подлежащего подавлению, выбирают его несущую частоту, ширину спектра и вид модуляции.

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что он имеет ограниченную область применения, так как базируется на принципах энергетического подавления, согласно которому желаемый эффект достигается при превышении мощности помехи над мощностью сигнала на входе приемного тракта. В результате открывается возможность выявления самого факта постановки помех, поскольку структура помехи может отличаться от структуры подавляемого сигнала.

Целью данного изобретения является расширение области его применения в результате снижения возможности выявления самого факта РП за счет использования помех, имеющих структуру, аналогичную структуре подавляемых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе РП каналов связи, заключающемся в том, что принимают сигналы источников излучения в полосе частот ΔF в течение временного цикла Т_р, определяют их параметры, измеряют время t_i, в течение которого они существуют, и из числа измеренных временных интервалов t_i выделяют минимальное значение t_min, причем помеховый сигнал излучают в интервале времени t_п=t_min в течение временного цикла Т_п, начиная с окончания временного цикла Т_р, каждый раз при обнаружении сигнала источника, формируют сигналы управления режимом передачи, усиливают и излучают помеховые сигналы, а временной цикл Т_п считают завершенным, если после очередного излучения помехового сигнала t_п сигнал от источника на подавляемой частоте не обнаруживается. Причем в качестве помеховых сигналов используют сигналы источников излучения, соответствующих временным интервалам с минимальным значением t_min, которые предварительно записывают в течение временного цикла Т_р, при этом излучают в течение временного цикла Т_п сигналы помех на той частоте, на которой в текущий момент времени не передается информационный символ, причем параметры сигналов источников излучения определяют каждый раз при их обнаружении. А в качестве определяемых параметров сигналов частотной манипуляции, подлежащих подавлению, выбирают значение несущей частоты, значения верхней и нижней поднесущих частот каналов, по которым передают информационные символы, ширину спектра каналов передачи информационных символов, при этом под помехой понимают сигнал, в котором информационные символы передают в канале на той поднесущей частоте, на которой в текущий момент времени информационный символ не передают.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе предоставляется возможность для, в достаточной степени, скрытного РП источников излучения, за счет использования помех, имеющих структуру, аналогичную структуре подавляемых сигналов с частотной манипуляцией.

Заявленный способ поясняется чертежом, на котором:

на фиг. 1 спектр и частотно-временная панорама, поясняющие принцип реализации заявляемого способа при реализации временных циклов Т_р и Т_п в полосе частот ΔF работы источника излучений.

Возможность реализации заявляемого способа РП объясняется следующим. Известно, что в каналах, использующих сигналы с частотной манипуляцией, информация передается в каждый момент времени по одному из информационных каналов, расположенных на частотах верхней или нижней поднесущей, т.е. каждому возможному значению передаваемого символа сопоставляется своя частота (верхняя или нижняя поднесущая), и в течение каждого символьного интервала передается гармоническое колебание с частотой, соответствующей текущему символу (см. А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: БХВ-Петербург - 2011 г., 3-е издание. Базовый курс, 758 с. Очерк А.Б. Сергиенко "Цифровая модуляция" (электронный ресурс) // Консультационный центр MATLAB компании Softline {сайт} URL:http://matlab.exponenta.ru/communication/book4/index.php).

Следовательно, если в пределах временного цикла Т_р определить значение несущей частоты, величины верхней поднесущей и нижней поднесущей, соответствующих информационным каналам, ширину спектра информационного канала, минимальное время передачи сигнала в информационном канале t_min, то в течение временного цикла Т_п можно формировать помехи, которые представляют собой сигналы, в котором информационные символы передают в канале на той поднесущей частоте, на которой в текущий момент времени информационный символ не передают. При этом для формирования помеховых сигналов требуемой структуры параметры сигналов источников излучения определяют каждый раз при их обнаружении.

В результате на входе подавляемого приемного устройства будет возникать ситуация, при которой решающее устройство будет принимать решение о передаваемом символе случайным образом, поскольку в каждом из информационных каналов на частотах верхней и нижней поднесущих будет присутствовать сигнал.

Таким образом, возникнет ситуация, характерная для РП каналов связи посредством постановки помех.

При этом скрытность факта РП будет обеспечиваться соответствием структуры помехового сигнала структуре подавляемого сигнала.

Физическая реализация заявляемого способа РП становится возможной в силу того, что при демодуляции сигнала частотной манипуляции решение о передаваемом символе принимается по результатам сравнения сигнальной энергии в каждом из каналов на частотах верхней и нижней поднесущей, т.е. отстройки от значения несущей частоты (см. А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: БХВ-Петербург - 2011 г., 3-е издание. Базовый курс, 758 с. Очерк А.Б. Сергиенко "Цифровая модуляция" (электронный ресурс) // Консультационный центр MATLAB компании Softline {сайт} URL: http://matlab.exponenta.m/communication/book4/index.php).

Реализовать предложенный способ можно следующей последовательностью действий. На начальном этапе производят прием сигналов источников излучения, использующих сигналы с частотной манипуляцией, в течение временного цикла Т_р в полосе частот ΔF. Прием сигналов подавляемых каналов связи осуществляют, например, по результатам проведенной предварительно радиоэлектронной разведки. О том, что радиоэлектронноая разведка - основа радиоэлектронной борьбы, составной частью которой является РП, в том числе с помощью имитационных помех, известно [см. стр. 15. Вартанесян В.А. Радиоэлектронная разведка. М., Воениздат, 1975 г., 255 с.].

В случае обнаружения излучения - измеряют значение несущей частоты, верхнюю и нижнюю частотную отстройку каналов передачи информационных символов от значения несущей частоты (частоты поднесущих) и ширину спектра каналов передачи информационных символов. В том числе измеряют время t_i, в течение которого они существуют, и из числа измеренных временных интервалов t_i выделяют минимальное значение t_min.

Указанные действия известны и описаны в способе-прототипе [см. патент РФ №2450458 С1 от 13.04.11, опубл. 10.05.12, бюл. №13].

В качестве примера на фиг. 1 изображена частотно-временная панорама полосы частот ΔF, в которой зафиксирована работа 4 источников непрерывного излучения на частотах , , и , из которых на частоте работает источник, использующий сигналы с частотной манипуляцией. Здесь же, вдоль линии распределения энергии на частоте , указаны временные интервалы с минимальным временем передачи сигналов t_min на частотах в пределах верхней и нижней частотных отстроек каналов передачи информационных символов от значения несущей частоты (частоты поднесущих).

Указанные действия известны и описаны в способе-прототипе [см. патент РФ №2450458 С1 от 13.04.11, опубл. 10.05.12, бюл. №13].

Длительность временного цикла Т может быть или фиксированной, или определяться, например, как в способе-прототипе, по результатам трехкратного повторения t_min из числа измеренных интервалов.

Запись принятого сигнала в пределах временного интервала t_min можно осуществить на любой носитель информации, например жесткий диск ПЭВМ, магнитную ленту, компакт-диск, флешь-носитель и т.д.

По окончанию временного цикла T_р начинают временной цикл Т_п, в течение которого каждый раз при обнаружении сигнала источника формируют сигналы управления режимом передачи, усиливают и излучают помеховые сигналы в интервале времени t_п=t_min.

Обнаружение можно реализовать как процедуру измерения уровня сигнала на рабочих частотах и в случае превышения заданного порогового значения излучать сигнал помехи в течение времени t_min.

Рассмотренные действия известны [см. Европатент ЕР 0293167 А2, опубл. 30.11.88, бюл. 88/48, МПК Н04К 3/00].

Процедуры формирования сигналов управления режимом передачи, усиления и излучения помеховых сигналов известны [см. патент РФ №2450458 С1 от 13.04.11, опубл. 10.05.12, бюл. №13].

На фиг. 1 показано, как в пределах временного цикла Т_п после обнаружения сигналов в канале связи излучается сигнал помехи во временных интервалах t_п1, t_п2, _… t_пN.

Длительность цикла T_п может быть фиксированной, или цикл T_п прекращают, если после очередного излучения помехи в течение времени t_п работа радиолинии не обнаруживается на подавляемой частоте.