ГЕНЕРАТОР АНСАМБЛЯ СИГНАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК H03K3/84 H03L7/197 H04J3/22 

Изобретение относится к технике формирования нелинейных частотно-временных сигналов (НЧВС) и может быть использовано в системах связи для повышения помехозащищенности передачи информации.

Известные регулярные методы построения ансамбля ЧВС, полученные на основе теории чисел [1, 2] , которые, с одной стороны, используют таблицу простых чисел и их наименьших первообразных корней, а с другой стороны, связаны с большими объемами трудоемких вычислений, выполняемых неалгоритмизированными способами. Кроме того, методы построения элементов ЧВС связаны с оценкой величины корня θ^i+j, где i - номер ЧВС, j - номер временного интервала ЧВС, которая при θ ≥ 5 и (i+ j) ≥ 100 оказывается настолько большой, что с ней трудно оперировать даже с применением современных ЭВМ.

Недостаток известного устройства состоит в недостаточной структурной скрытности формируемых сигналов и малом объеме ансамбля генерируемых сигналов.

Наиболее близким к заявляемому генератору является формирователь многочастотного сигнала (авт. св. N 1406708, H 03 B 19/00, 1988)/. К недостаткам данного устройства также относятся недостаточная структурная скрытность формируемых сигналов и малый объем ансамбля генерируемых сигналов.

Заявляемое изобретение направлено на повышение структурной скрытности генерируемых сигналов за счет увеличения ансамбля сигналов и упорядочения их по нелинейным законам.

Подобная задача возникает при разработке помехозащищенных систем передачи информации с использованием частотно-временных сигналов.

Ансамбль нелинейных частотно-временных сигналов (НЧВС) (см. табл. 1) в предлагаемом устройстве строится в соответствии с аддитивной группой простого поля Галуа и определяется выражением:
q (k_s, i+1) = (q(k_s, i) + s) mod p,
где q (k_s, i+1) - последующее значение элемента НЧВС;
q(k_s, i) - предыдущее значение элемента НЧВС, q(O_s, O)=O;
S - образующий элемент, s = 1, 2,.,(p-1);
k_s - номер НЧВС (номер строки) для s-го образующего элемента, k_s = 0, 1, 2,.,(p-1);
i - номер временного интервала НЧВС (номер столбца),
i = 0,1,2,.,(p-1);
p - простое число.

Сущность изобретения состоит в том, что от известного формирователя многочастотного сигнала, содержащего генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, второй счетчик, первый регистр, предлагаемый генератор ансамбля сигналов отличается тем, что повышение структурной скрытности сигналов достигается за счет введения сумматора по модулю простого числа, третьего счетчика, второго регистра, дешифратора, блока высокочастотных генераторов, шин "Начальная установка" и "От источника сообщения", причем счетный вход третьего счетчика соединен с выходом второго счетчика, информационные выходы которого соединены с информационными входами второго регистра, счетный вход второго счетчика соединен с выходом первого счетчика, информационные выходы третьего счетчика соединены с первыми информационными входами сумматора по модулю простого числа, вторые информационные входы которого соединены с информационными выходами второго регистра, информационные выходы сумматора по модулю простого числа соединены с информационными входами первого и второго регистров, выход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизирующими входами первого регистра, второго регистра и сумматора по модулю простого числа, шина "Начальная установка" соединена со входами установки в исходное состояние первого, второго, третьего счетчиков, первого и второго регистров, шина "От источника сообщения" соединена с информационными входами второго регистра, второго и третьего счетчиков, информационные выходы первого регистра соединены с информационными входами дешифратора, выходы которого соединены со входами блока высокочастотных генераторов, выходы которого являются выходами генератора ансамбля сигналов.

Структурная электрическая схема генератора ансамбля сигналов представлена на фиг. 1, на фиг. 2 представлены эпюры напряжений на выходе соответствующих блоков, поясняющие принцип работы генератора, а в табл. 1 приведен ансамбль НЧВС, генерируемый данным устройством.

Генератор ансамбля сигналов содержит блок 1 высокочастотных генераторов 1₀-1_n-1, дешифратор 2, генератор 3 тактовых импульсов, первый счетчик 4, второй счетчик 5, первый регистр 6, сумматор 7 по модулю простого числа, второй регистр 8, третий счетчик 9, шины "Начальная установка" и "От источника сообщения".

Генератор ансамбля сигналов работает следующим образом.

Ансамбль НЧВС, формируемый предлагаемым устройством, приведен в табл. 1 для простого числа p = 11.

В исходном состоянии по сигналу с шины "Начальная установка" первый счетчик 4, второй счетчик 5, первый регистр 6, второй регистр 8 (фиг.2, б, в, ж, г) устанавливаются в нулевое состояние, а в третий счетчик 9 записывается значение первого образующего элемента s= 1 (фиг.2, д). Таким образом, в первый счетчик 4, который считает количество элементов в НЧВС, запишется значение i = 0, во второй счетчик 5, который считает номера НЧВС, запишется значение k_s = 0, а во второй регистр 8 запишется значение q(0_s 0)=0.

Под действием каждого тактового импульса с выхода генератора 3 тактовых импульсов (фиг. 2, а) содержимое первого регистра 6 поступает на вход дешифратора 2, который включает определенный высокочастотный генератор блока 1 высокочастотных генераторов, в результате чего генерируется фиксированная частота, соответствующая элементу НЧВС. В сумматоре 7 по модулю простого числа (фиг.2, з), выполняющем суммирование по модулю простого числа p, на каждом такте работы устройства суммируется значение предыдущего элемента q(k_s, i) НЧВС, записанное во втором регистре 8 со значением образующего элемента s= 1, записанным в третьем счетчике 9. Результат сложения, т.е. значение последующего элемента q(k_s i+l) НЧВС, с выхода сумматора 7 по модулю простого числа записывается во второй регистр 8 и в первый регистр 6 и поступает на вход дешифратора 2. Первый счетчик 4 подсчитывает количество элементов НЧВС. При поступлении p-го тактового импульса, что соответствует формированию одного НЧВС (одна строка), импульс переполнения с выхода первого счетчика 4 поступает на вход второго счетчика 5 (фиг.2, в), увеличивая его содержимое на единицу. Значение нового номера НЧВС (k=1) из второго счетчика 5 записывается во второй регистр 8 (фиг.2, г), после чего начинается процесс формирования очередного НЧВС.

При поступлении во второй счетчик 5 p импульсов, что соответствует формированию всех p НЧВС для данного образующего элемента s = 1, на выходе второго счетчика 5 появится импульс переполнения (фиг.2, д), который увеличивает значение третьего счетчика 9 на единицу, записывая следующее значение образующего элемента s = 2, а второй счетчик 5 устанавливается в исходное состояние.

При поступлении ((p - 1) • p • р) тактовых импульсов на выходе устройства будет сформирован весь ансамбль НЧВС для данного простого числа р.

Если устройство используется для передачи конкретного сообщения, то с шины "От источника сообщения" во второй счетчик 5 и соответственно во второй регистр 8 запишется номер НЧВС, а в третий счетчик 9 запишется значение образующего элемента, что обеспечит формирование конкретного НЧВС, соответствующего передаваемому сообщению.

Для p=11 устройство позволяет сгенерировать ансамбль V₁ (см. табл. 1) с количеством L=p=11 элементов в НЧВС, равный
V₁=p • (p-1)=110
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить объем ансамбля сигналов, что позволяет повысить скрытность ансамбля нелинейных частотно-временных сигналов. Кроме того, введение нулевого элемента простого поля Галуа, который выполняет функции образующего элемента в алгоритме формирования НЧВС, также повышает структурного скрытность генерируемых нелинейных частотно-временных сигналов.

Источники информациии
1. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами / Г.И. Тузов, В. А. Сивов, В. И. Прытков и др.; Под ред. Г.И. Тузова. -М.: Радио и связь, 1985.-264 с.: с.29-30.

2. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985. - 384 с.: с. 136-141.

Генератор ансамбля сигналов относится к технике формирования нелинейных частотно-временных сигналов (НЧВС) и может быть использован в системах связи. Достигаемым техническим результатом является увеличение объема формируемого ансамбля НЧВС и повышение помехозащищенности передачи информации. Генератор ансамбля сигналов содержит генератор тактовых импульсов, три счетчика, два регистра, сумматор по модулю простого числа, дешифратор и блок высокочастотных генераторов. 2 табл., 2 ил.

Генератор ансамбля сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и первый счетчик, второй счетчик, первый регистр, отличающийся тем, что в него введены сумматор по модулю простого числа, третий счетчик, второй регистр, дешифратор, блок высокочастотных генераторов, шина "Начальная установка" и шина "От источника сообщения", причем выход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизирующими входами первого регистра, второго регистра и сумматора по модулю простого числа, выход первого счетчика соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, шина "Начальная установка" соединена со входами установки в исходное состояние первого счетчика, второго счетчика, третьего счетчика, первого регистра и второго регистра, шина "От источника сообщения" соединена с информационными входами второго регистра, второго и третьего счетчиков, информационные выходы второго счетчика соединены с информационными входами второго регистра, информационные выходы третьего счетчика соединены с первыми информационными входами сумматора по модулю простого числа, вторые информационные входы которого соединены с информационными выходами второго регистра, информационные выходы сумматора по модулю простого числа соединены с информационными входами первого и второго регистров, информационные выходы первого регистра соединены с информационными входами дешифратора, выходы которого соединены с входами блока высокочастотных генераторов, выходы блока высокочастотных генераторов являются выходами генератора ансамбля сигналов.