ПСЕВДОСЛУЧАЙНАЯ ПЕРЕСТРОЙКА РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ

В условиях информационного противоборства доминирующее значение приобретают вопросы, связанные с обеспечением достоверной передачи информации по каналам радиосвязи.

Между тем, в условиях информационного противоборства, не исключающим активное применение преднамеренных помех, вопросы надёжной радиосвязи в интересах устойчивого, надежного, оперативного и скрытного управления и информационного обеспечения приобретают особое значение.

Указанные обстоятельства определяют актуальность поиска компромиссных решений, связанных с разработкой новых подходов к организации скрытной и помехоустойчивой передачи информации по декаметровым радиоканалам при ограничениях на выделяемый частотный ресурс и минимальную скорость передачи данных.

Одним из перспективных направлений, позволяющим разрешить указанное противоречие, видится в применении передач, в которых формирование сигналов осуществляется на основе совместного использования методов программной перестройки рабочей частоты и прямого расширения спектра.

Для обеспечения надежной связи в условиях воздействия организованных и непреднамеренных помех, а также многостанционного доступа при работе в пакетных радиосетях современные системы передачи информации часто используют сигналы с расширением спектра. Под расширением спектра понимается способ передачи информации, при котором сигнал занимает полосу частот более широкую по сравнению с полосой, минимально необходимой для передачи информации; расширение полосы частот сигнала обеспечивается специальным кодом, который не зависит от передаваемой информации; для последующего сжатия полосы частот сигнала и восстановления данных на приемной стороне также используется специальный код, аналогичный коду в передатчике и синхронизированный с ним[1, с. 78].

Методы расширения спектра могут базироваться на модуляции любого из параметров сигнала: амплитуды, фазы, частоты, временного положения (задержки) сигнала. Основными, широко применяемыми методами расширения спектра являются в настоящее время:

1) метод непосредственной модуляции несущей псевдослучайной последовательностью;

2) метод псевдослучайной перестройки рабочей частоты;

3) метод псевдо-временной импульсной модуляции;

4) метод совместного (комбинированного) использования различных методов расширения спектра.

Важнейшими особенностями, отличающими системы радиосвязи, в которых применяются сигналы с расширением спектра, являются:

1) повышенная помехоустойчивость;

2) энергетическая скрытность;

3) возможность обеспечения кодового разделения сигналов при многостанционном доступе;

4) способность противостоять преднамеренным помехам;

5) повышенная пропускная способность;

6) возможность высокоточного измерения времени прихода сигналов.

Перечисленные особенности, являющиеся безусловным плюсом для самих систем передачи информации, одновременно являются факторами, существенно осложняющими работу систем радиомониторинга. Не только вскрытие алгоритма перестройки параметров сигналов, но даже задача выявления факта применения подобных сигналов оказывается очень сложной. Проявляется это в том, что типовые системы радиомониторинга, как правило, регистрируют работу систем передачи информации, использующих сигналы с расширенным спектром, как некоторые помехи. Для выделения же из громадного множества естественных и искусственных помех тех сложноструктурированных сигналов, которые используются для передачи информации, требуется весьма быстродействующая аппаратура и специальные алгоритмы обработки данных.

В настоящее время в средствах радиосвязи все большую популярность приобретает тип передачи сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Основной отличительной особенностью этого типа радиосигнала является то, что несущая частота периодически меняется в псевдослучайной последовательности, которая определяется исходным ключом на станциях передачи и приема [2, с. 278].

Основная сложность задачи обнаружения сигналов с ППРЧ в коротковолновом диапазоне заключается в выделении узких временных отрезков сигнала (порядка 0,2 секунды) с малой шириной спектра (порядка 10 кГц) в широком диапазоне спектра (порядка 256 кГц). Данная задача усложняется тем, что из-за передачи в широкой полосе частот возможна неоднородность шума в этой полосе и наличие иных постоянно работающих источников радиоизлучения.

Между тем, результаты анализа существующих подходов к решению данной задачи, позволили сделать заключение о том, что одним из перспективных путей обеспечения надёжной помехозащищенности систем радиосвязи коротковолнового диапазона, функционирующих в условиях преднамеренных помех и непреднамеренных шумов, является использование, так называемых широкополосных (шумоподобных) сигналов. Процедуры формирования ШПС базируются на различные технологии расширения спектра, в частности, методом непосредственной (прямой) модуляции несущей псевдослучайной последовательностью.

Под радиомониторингом обычно понимают комплексное исследование радиообстановки, включающее:

1) определение числа сигналов в анализируемой полосе частот;

2) оценку параметров обнаруженных сигналов;

3) накопление, хранение и статистическую обработку этой информации.

Наиболее важные задачи радиомониторинга относятся к области широкополосной обработки. Именно такой подход позволяет одновременно оценивать количество и параметры всех действующих в данный момент сигналов, исследовать корреляцию между моментами их появления в эфире и на этой основе определять их принадлежность и выявлять взаимодействующие источники радиоизлучения.

По отношению к полосам одновременного контроля современных систем радиомониторинга излучения многих современных систем передачи информации могут рассматриваться как относительно узкополосные. В частности, при передаче информации с использованием ППРЧ-сигналов общая полоса частот может составлять сотни мегагерц, однако в каждый отдельный момент времени для радиоизлучения задействуется какая-то конкретная частотная позиция, а потому мгновенная ширина спектра составляет уже десятки - сотни килогерц, что позволяет характеризовать подобное колебание как локально-узкополосное. В связи со сказанным, для оценки возможности использования широкополосных систем радиомониторинга для обнаружения ППРЧ-сигналов необходимо уточнить способность подобных систем регистрировать узкополосные радиоимпульсы.

В большинстве используемых для передачи информации радиодиапазонов уже в настоящее время радиообстановка является весьма сложной и с каждым годом загруженность оси частот радиоизлучениями лишь возрастает. По этой причине даже в небольшой (порядка 2...10 МГц) полосе частот могут сосуществовать десятки и сотни узкополосных радиосигналов.

Список литературы:

1. Макаренко С.И., Иванов М.С., Попов С.А. Помехозащищенность систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Монография. – СПб.: Свое издательство, 2013. – 166 с.
2. Молодежь и современные информационные технологии. Сборник трудов VII Всероссийской научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии». Томск, 25 - 27 февраля 2009 г., ч.1. Томск: Изд-во СПБ Графикс– 357 с.
3. Система мгновенного обмена сообщениями. [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Псевдослучайная_перестройка_рабочей_частоты/ (дата обращения 30.05.2017)