Радиолиния, защищенная от несанкционированного доступа Российский патент 2024 года по МПК H04L27/34 

Изобретение относится к области радиотехники и может использовано в системах радиорелейной, спутниковой и радиосвязи для передачи цифровой информации с высокой степенью конфиденциальности.

Известна «Радиолиния с амплитудно-фазоманипулированными шумоподобными сигналами» (Патент РФ № 2144272, МПК H04L 27/34, опубл. 10.01.2000 г., бюл.: №1), которая может быть использована в системах связи, функционирующих в условиях неопределенных помех.

Радиолиния с амплитудно-фазоманипулированными шумоподобными сигналами содержит на передающей стороне источник информации, второй дешифратор, блок управления, блок перемежения, второй цифроаналоговый преобразователь, фазовый модулятор, модулятор, второй усилитель, первый усилитель, усилитель мощности, антенное устройство, блок синхронизации, генератор несущей частоты, генератор псевдослучайной последовательности, регистр сдвига, регистр хранения, первый дешифратор, первый цифроаналоговый преобразователь. Выход источника информации подключен к информационному входу блока перемежения. Выход блока перемежения подключен к первому входу фазового модулятора. Выход фазового модулятора соединен с первым входом модулятора, а выход генератора несущей частоты подключен к второму входу модулятора. Первый выход блока синхронизации подключен к входу генератора псевдослучайной последовательности и к тактовому входу регистра сдвига, а его второй выход к тактовому входу регистра хранения и к тактовому входу блока управления, выход генератора псевдослучайной последовательности подключен к входу регистра сдвига (N+) выходов регистра сдвига подключены к соответствующим (N+) входам регистра хранения, a N информационных выходов регистра хранения подключены к соответствующим N входам первого дешифратора. Дополнительный (N+)-й выход регистра хранения подключен к второму входу фазового модулятора и к управляющему входу блока управления, а N выходов первого дешифратора подключены к соответствующим N входам первого цифроаналогового преобразователя. Выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к управляющему входу первого усилителя, выход которого подключен к входу усилителя мощности. Выход усилителя мощности подключен к входу антенного устройства. Первый и второй синхронизирующие выходы блока управления подключены к соответствующим синхронизирующим входам источника информации и блока перемежения, K управляющих выходов блока управления подключены к соответствующим K управляющим входам блока перемежения и K входам дополнительного дешифратора. M выходов второго дешифратора подключены к соответствующим M входам второго цифроаналогового преобразователя. Выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к управляющему входу второго усилителя. Информационный вход второго усилителя подключен к выходу модулятора, а выход - к информационному входу первого усилителя. На приемной стороне радиолиния содержит приемную антенну, смеситель, усилитель промежуточной частоты, перемножитель, усилитель, интегратор, решающий блок, блок перемежения, блок управления, приемник информации, гетеродин, блок синхронизации, генератор псевдослучайной последовательности, регистр сдвига, регистр хранения, дешифратор, цифроаналоговый преобразователь. Выход антенного устройства подключен к первому входу смесителя, а выход смесителя подключен к входу усилителя промежуточной частоты. Выход усилителя промежуточной частоты подключен к информационному входу перемножителя, выход которого подключен к информационному входу усилителя. Выход усилителя подключен к входу интегратора. Выход интегратора подключен к входу решающего устройства и к входу блока синхронизации. Первый выход блока синхронизации подключен к входу генератора псевдослучайной последовательности и тактовому входу регистра сдвига. Второй выход блока синхронизации подключен к тактовому входу регистра хранения и к тактовому входу блока управления. Третий выход блока синхронизации подключен к входу гетеродина. Четвертый выход блока синхронизации подключен к тактовому входу решающего блока. Выход гетеродина подключен к второму входу смесителя. Выход генератора псевдослучайной последовательности подключен к входу регистра сдвига, (N+) выходов которого подключены к соответствующим (N+) информационным входам регистра хранения. N выходов регистра хранения подключены к соответствующим N входам дешифратора. Дополнительный (N+)-й выход регистра хранения подключен к управляющему входу перемножителя и к управляющему входу блока управления, а N выходов дешифратора подключены к соответствующим N входам цифроаналогового преобразователя. Выход цифроаналогового преобразователя подключен к управляющему входу усилителя. Первый и второй синхронизирующие выходы блока управления подключены к соответствующим синхронизирующим входам блока перемежения. K управляющих выходов блока управления подключены к соответствующим K управляющим входам блока перемежения. Выход решающего блока подключен к информационному входу блока перемежения, а выход блока перемежения подключен к входу приемника информации.

Недостатком данной радиолинии с амплитудно-фазоманипулированными шумоподобными сигналами является низкая защищенность от несанкционированного доступа к информации при однократном выявлении закона перемежения символов.

Известна «Когерентная радиолиния» (Патент РФ № 2286026, МПК H04L 27/32, опубл. 20.10.2006 г., бюл.: №29), которая может быть использована для передачи конфиденциальной аналоговой и дискретной информации с использованием сложных сигналов с комбинированными амплитудной модуляцией, фазовой и частотной манипуляциями (АМ-ФМн-ЧМн).

Передающая часть когерентной радиолинии содержит последовательно включенные первый источник дискретных сообщений, кодирующее устройство, первый цифровой скремблер, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, частотный манипулятор, второй вход которого через второй цифровой скремблер соединен с выходом второго источника дискретных сообщений, амплитудный модулятор, второй вход которого через аналоговый скремблер соединен с выходом источника аналоговых сообщений, передатчик и передающую антенну.

Приемная часть когерентной радиолинии содержит последовательно включенные приемную антенну, приемник, смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилитель промежуточной частоты, удвоитель фазы, второй измеритель ширины спектра, блок сравнения, второй вход которого через первый измеритель ширины спектра соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, пороговый блок, второй вход которого через линию задержки соединен с его выходом, ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, первый амплитудный ограничитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом ключа, аналоговый скремблер и блок регистрации, последовательно подключенные к выходу удвоителя фазы второй амплитудный ограничитель, первую систему ФАПЧ, делитель фазы на два, первый узкополосный фильтр. Частотный демодулятор и первый цифровой дескремблер, выход которого подключен ко второму входу блока регистрации, последовательно подключенные к выходу второго амплитудного ограничителя, вторую систему ФАПЧ, делитель фазы на два и второй узкополосный фильтр, выход которого подключен ко второму входу частотного демодулятора, третий вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, последовательно подключенные к выходу первого узкополосного фильтра, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, сумматор, третий фазовый детектор и второй дискретный дескремблер, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, подключенный к выходу второго узкополосного фильтра, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, а выход подключен ко второму входу сумматора, подключенный к выходу первого узкополосного фильтра, формирователь, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен ко второму входу третьего фазового детектора, вход блока поиска соединен с выходом порогового блока.

Измерители и ширины спектра, удвоитель фазы, блок сравнения, пороговый блок и линия задержки образуют обнаружитель.

Недостатком данной когерентной радиолинии является низкая защищенность от несанкционированного доступа к информации при однократном выявлении детерминированного порядка модуляции и кодирования передаваемой информации.

Наиболее близкой к заявленной радиолинии по технической сущности (прототипом) является модем с квадратурной модуляцией 16-QAM, представленный в (Ю.Б.Зубарев, М.И. Кривошеев, И.Н. Красносельский. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. М.: Научно-исследовательский институт радио (НИИР), 2001. - 568 с., стр. 70-72), заключающийся в том, что на передающей части на вход процессора данных поступает входной поток данных, где он подвергается цифровой обработке: выделению тактовой частоты, скремблированию, дифференциальному кодированию, последовательно-параллельному преобразованию. Первый и второй выходы процессора данных, содержащие два старших разряда параллельного четырехразрядного кода, подключены к первому цифро-аналоговому преобразователю. Третий и четвертый выходы процессора данных, содержащие два младших разряда параллельного четырехразрядного кода, подключены ко второму цифро-аналоговому преобразователю. В соответствующих цифро-аналоговых преобразователях проводится формирование из двух двоичных потоков двух четырехуровневых аналоговых сигналов. Выходы первого и второго цифро-аналоговых преобразователей (каналы I и Q) подключены соответственно к входам первого и второго фильтров нижних частот, в которых для придания четырехуровневым аналоговым импульсам сглаженной формы проводится ограничение спектра по частоте. Далее четырехуровневые сигналы в каналах I и Q с выходов фильтров нижних частот поступают на первые входы соответствующих балансных модуляторов. На вторые входы балансных модуляторов каналов I и Q с первого и второго выходов формирователя квадратурных несущих поступают квадратурные несущие (со сдвигом по фазе на π/2). При чем, вход формирователя квадратурных сигналов подключен к выходу задающего генератора несущей частоты сигнала. Выходы балансных модуляторов каналов I и Q подключены к первому и второму входам сумматора, где производится сложение сигналов и формируется сигнал 16-QAM с двумя полосами и подавленной несущей. Выход сумматора подключен к входу полосового фильтра, где формируется спектр сигнала путем подавления внеполосных излучений. С выхода полосового фильтра сигнал поступает в кодер канала связи, где может быть сконвертирован в полосу любого канала связи.

В демодуляторе входной сигнал из декодера канала связи поступает в полосовой фильтр, где подвергается фильтрации от внеполосных помеховых составляющих. Выход полосового фильтра подключен ко входу схемы автоматической регулировки усиления сигнала, где сигнал усиливается до необходимого уровня. Выход схемы автоматического усиления сигнала подключен к первым входам первого и второго балансных демодуляторов, в которых выполнятся квадратурная демодуляция сигналов. На вторые входы

первого и второго балансных демодуляторов поступают сигналы квадратурных несущих с первого и второго выходов управляемого генератора квадратурных несущих, управляемого системой фазовой автоподстройки частоты, состоящей из вычислителя фазовой ошибки, фильтра петли фазовой автоподстройки частоты, управляемого генератора квадратурных несущих. Выходы первого и второго балансных демодуляторов подключены к соответствующим входам фильтров нижних частот, где аналоговый сигнал ограничивается по спектру. Выходы первого и второго фильтров нижних частот подключены к соответствующим входам первого и второго аналогово- цифровых преобразователей, а также, первому и второму входам вычислителя фазовой ошибки системы фазовой автоподстройки частоты. В аналогово- цифровых преобразователях сигналы преобразуются в параллельный двоичный цифровой код, являющийся выходом демодулятора.

Недостатком прототипа является низкая защищенность от возможности доступа к информации, передаваемой в линии связи на основе модема с квадратурной модуляцией 16-QAM при однократном выявлении детерминированного порядка модуляции и кодирования.

Задачей изобретения является создание радиолинии, защищенной от несанкционированного доступа.

Техническим результатом изобретения является повышение защищенности информации, передаваемой по радиолинии, от несанкционированного доступа.

Технический результат достигается тем, что Радиолиния, защищенная от несанкционированного доступа, содержащая на передающей части процессор данных, последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь, первый формирующий фильтр низких частот и первый балансный модулятор, последовательно соединенные второй цифро- аналоговый преобразователь, второй формирующий фильтр низких частот и второй балансный модулятор, последовательно соединенные сумматор, полосовой фильтр и кодер канала связи, а также последовательно соединенные

генератор промежуточной несущей и схему формирования квадратурных промежуточных несущих, при этом выходы 1…2k процессора данных, где k - это разряд цифрового кода, соединены с 1…2k входами первого цифро- аналогового преобразователя, а выходы 2k+1…4k процессора данных соединены с входами 1…2k второго цифро-аналогового преобразователя, при этом выходы первого и второго балансных модуляторов соединены с первым и вторым входами сумматора соответственно, первый и второй выходы схемы формирования квадратурных промежуточных несущих соединены со вторыми входами первого и второго балансных модуляторов соответственно, на приемной части последовательно соединенные декодер канала связи, полосовой фильтр и усилитель мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления, последовательно соединенные первый балансный демодулятор, третий формирующий фильтр нижних частот и первый аналогово-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй балансный демодулятор, четвертый формирующий фильтр нижних частот и второй аналогово-цифровой преобразователь, последовательно соединенные вычислитель фазовой ошибки, фильтр петли фазовой автоподстройки частоты и управляемый генератор квадратурных опорных сигналов, при этом выход усилителя мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления соединен с первыми входами первого и второго балансных

демодуляторов, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами управляемого генератора квадратурных опорных сигналов соответственно, при этом первый и второй входы вычислителя фазовой ошибки соединены с выходами третьего и четвертого формирующих фильтров нижних частот соответственно, а его третий и четвертый входы соединены с 2k+1 выходами первого и второго аналогово-цифровых преобразователей соответственно, отличающаяся тем, что устройство дополнительно содержит на передающей части источник информации, выход которого соединен с первым входом процессора данных, первый формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, входы 1…h которого соединены с выходами 1…h блока задания h-разрядной кодовой комбинации, h+1 вход формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с выходом 4k+1 процессора данных, при этом выход 4k+1 процессора данных является выходом тактовой частоты процессора данных, а выход формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с входом 2 процессора данных, при этом вход 2 процессора данных является входом, принимающим последовательные кодовые комбинации, задающие псевдослучайный угол поворота сигнального созвездия, а также передающее антенно-фидерное устройство, вход которого соединен с выходом кодера канала связи, а на приемной части - приемное антенно-фидерное устройство, связанное по радиоканалу с передающим антенно-фидерным устройством, при этом выход приемного антенно-фидерного устройства соединен со входом декодера канала связи, а также процессор данных приемной части, входы 1…2k которого соединены с 1…2k выходами первого аналогово-цифрового преобразователя, а входы 2k+1…4k соединены с 1…2k выходами второго аналогово-цифрового преобразователя, приемник информации, вход которого соединен с первым выходом процессора данных приемной части, и второй формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального

созвездия QAM-сигнала, 1…h входы которого соединены с 1…h выходами блока задания h-разрядной кодовой комбинации, а вход h+1 формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с выходом 2 процессора данных приемной части, при этом выход 2 процессора данных приемной части является выходом тактовой частоты, а выход формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с входом 4k+1 процессора данных, при этом вход 4k+1 процессора данных является входом, принимающим последовательные кодовые комбинации, задающие псевдослучайный угол поворота сигнального созвездия, выход приемника информации является выходом устройства.

Технический результат достигается благодаря новой совокупности признаков за счет введения новых блоков и связей в известное устройство, с помощью которых обеспечивается внесение псевдослучайной составляющей при модулировании QAM-сигналов, что затрудняет прием и декодирование информации злоумышленником.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна». Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». «Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы и технических решений, на основе которых могут быть выполнены устройства, реализующие данную радиолинию.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 - структурная схема радиолинии, защищенной от несанкционированного доступа;

фиг.2 - вид исходного и закодированного кодом Грэя сигнальных созвездий для QAM-16;

фиг. 3 - пояснение к порядку определения значений амплитуд квадратурных составляющих в повернутом сигнальном созвездии QAM- сигнала;

фиг. 4 - структурная схема реализации формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала;

фиг. 5 - структурная схема реализации вычислителя фазовой ошибки сигнала;

фиг. 6 - пояснение к эффекту создания радиолинии.

Заявляемая радиолиния защищенная от несанкционированного доступа, представленная на фиг. 1, содержит на передающей части источник информации 1, процессор данных передающей части 2, первый цифро-аналоговый преобразователь 3, второй цифро-аналоговый преобразователь 4, первый формирующий фильтры низких частот 5, второй формирующий фильтры низких частот 6, первый балансный модулятор 7, второй балансный модулятор 8, генератор промежуточной несущей 9, схему формирования квадратурных промежуточных несущих 10, сумматор 11, полосовой фильтр 12, кодер канала связи 13, передающее антенно-фидерное устройство 14, первый блок задания h-разрядной кодовой комбинации 15, первый формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16. Выход источника информации 1 подключен к первому входу процессора данных передающей части 2. Выходы с 1-го по 2k-й процессора данных 2 подключены к 1-му по 2k-й входам первого цифро-аналогового преобразователя 3. Выходы с 2k+1-го по 4k-й процессора данных 2 подключены к 1-му по 2k-й входам второго цифро-аналогового преобразователя 4. Выход первого цифро-аналогового преобразователя 3 подключен к входу первого формирующего фильтра низких частот 5. Выход второго цифроаналогового преобразователя 4 подключен к входу второго формирующего фильтра низких частот 6. Выход первого формирующего фильтра низких частот 5 подключен к первому входу первого балансного модулятора 7. Выход второго формирующего фильтра низких частот 6 подключен к первому входу второго балансного модулятора 8. Выход генератора промежуточной несущей частоты 9 подключен к входу схемы формирования квадратурных промежуточных несущих 10. Первый выход схемы формирования квадратурных промежуточных несущих 10 подключен к второму входу первого балансного модулятора 7. Второй выход схемы формирования квадратурных промежуточных несущих 10 подключен к второму входу второго балансного модулятора 8. Выход первого балансного модулятора 7 подключен к первому входу сумматора 11. Выход второго балансного модулятора 8 подключен ко второму входу сумматора 11. Выход сумматора сигналов 11 подключен к входу полосового фильтра 12. Выход полосового фильтра 12 подключен к кодеру канала связи 13. Выход кодера канала связи подключен к входу передающего антенно-фидерного устройства 14. Выходы с 1 по h первого блока задания h-разрядной кодовой комбинации 15 подключены к входам с 1 по h первого формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16. Выход 4k+1 (тактовой частоты) процессора данных 2 подключен к h+1 входу первого формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16. Выход первого формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16 подключен к входу 2 процессора данных 2.

На приемной части заявленное устройство содержит приемное антенно-фидерное устройство 17, декодер канала связи 18, полосовой фильтр 19, усилитель мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления 20, первый балансный демодулятор 21, второй балансный демодулятор 22, третий формирующий фильтр нижних частот 23, четвертый формирующий фильтр нижних частот 24, первый аналогово-цифровой преобразователь 25, второй аналогово-цифровой преобразователь 26, вычислитель фазовой ошибки 27, фильтр петли фазовой автоподстройки частоты 28, управляемый генератор квадратурных опорных сигналов 29, процессор данных приемной части 30, приемник информации 31, второй блок задания h-разрядной кодовой комбинации 32, второй формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 33. Выход приемного антенно-фидерного устройства 17 подключен к входу декодера канала связи 18. Выход декодера канала связи 18 подключен к входу полосового фильтра 19. Выход полосового фильтра 19 подключен к входу усилителя мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления 20. Выход усилителя мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления 20 подключен к первым входам первого и второго балансных демодуляторов 21 и 22. Выход первого балансного демодулятора 21 подключен к входу третьего формирующего фильтра низких частот 23. Выход второго балансного демодулятора 22 подключен к входу четвертого формирующего фильтра низких частот 24. Выход третьего формирующего фильтра низких частот 23 подключен к входу первого аналогово-цифрового преобразователя 25. Выход четвертого формирующего фильтра низких частот 24 подключен к входу второго аналогово-цифрового преобразователя 26. Также выходы третьего формирующего фильтра низких частот 23 и четвертого формирующего фильтра низких частот 24 соответственно подключены к первому и второму входам вычислителя фазовой ошибки 27. Выход 2k+1 первого аналогово-цифрового преобразователя 25 подключен к третьему входу вычислителя фазовой ошибки 27. Выход с номером 2k+1 второго аналогово-цифрового преобразователя 26 подключен к четвертому входу вычислителя фазовой ошибки 27. Выход вычислителя фазовой ошибки 27 подключен к входу фильтра петли фазовой автоподстройки частоты 28. Выход фильтра петли фазовой автоподстройки частоты 28 подключен к входу управляемого генератора квадратурных опорных сигналов 29. Первый выход управляемого генератора квадратурных несущих 29 подключен ко второму входу первого балансного демодулятора 21. Второй выход управляемого генератора квадратурных несущих 29 подключен ко второму входу второго балансного демодулятора 22. Выходы с 1-го по 2k-й первого аналогово-цифрового преобразователя 25 подключены к входам с 1 по 2k процессора данных приемной части 30. Выходы с 1-го по 2k-й второго аналогово-цифрового преобразователя 26 подключены к входам с 2k+1 по 4k процессора данных приемной части 30. Первый выход процессора данных приемной части 30 подключен к входу приемника информации 31. Выходы с 1 по h второго блока задания h-разрядной кодовой комбинации 32 подключены к входам с 1 по h второго формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 33. Второй выход (тактовой частоты) процессора данных 30 подключен к входу h+1 второго формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 33. Выход второго формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 33 подключен к входу 2 процессора данных 30. Выход приемника информации 31 является выходом устройства.

Назначение и реализация отдельных блоков и их функций в заявляемом устройстве.

Источник информации 1 генерирует сам или воспринимает извне исходную информацию и преобразовывает ее в последовательность двоичных импульсов, сгруппированных в кодовые блоки, соответствующие различимым частям передаваемой информации. В частности, при передаче оцифрованной аналоговой информации каждый такой блок может представлять собой двоичный k-разрядный цифровой код очередного отсчета, квантуемого на 2^k уровней.

Вариант реализации источника информации 1 описан в аналоге (Патент РФ № 2144272, МПК H04L 27/34, опубл. 10.01.2000 г., бюл.: №1).

Процессор данных передающей части 2 осуществляет цифровую обработку входного сигнала: скремблирование, кодирование, определение псевдослучайной фазы поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, определение значений квадратурных составляющих сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала, выделение тактовой частоты, последовательно-параллельное преобразование.

Варианты реализации процессора данных передающей части 2 представлен в источниках [Огородников И.Н. Микропроцессорная техника: учебник / И.Н. Огородников. 2-е изд., перераб. и доп. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 380 с., стр. 125-170; Аксенов В.П. Сигнальные процессоры: учеб. пособие / В.П. Аксенов. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006. -135 с., стр. 28-59].

Скремблирование заключается в получении последовательности, в которой статистика появления нулей и единиц приближается к случайной, что позволяет удовлетворять требованиям надежного выделения тактовой частоты и постоянной, сосредоточенной в заданной области частот спектральной плотности мощности передаваемого сигнала. Реализация различных алгоритмов скремблирования изложена в источниках [Касперски К. Техника защиты компакт-дисков от копирования. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 464 с., стр. 30-39; Конахович Г. Ф., Климчук В. П., Паук С. М., Потапов В.Г. Защита информации в телекоммуникационных системах. - К.: "МК-Пресс", 2005. - 288 с.; стр. 234-239; А. И. Одинец, А. Н. Бурдин. Основы цифрового телевидения стандарта DVB-T. Омск: Издательство ОмГТУ, 2012. - 75 с.; стр. 48-50].

Кодирование заключается в добавлении к цифровой последовательности сигнала дополнительных бит, позволяющих обнаруживать и исправлять ошибки на приемной части, и дополнительном кодировании кодом Грея с целью снижения значимости ошибки в сигнальном созвездии.

Реализация различных алгоритмов кодирования обнаруживающего и исправляющего ошибки изложена в источниках [Блейхут P. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 576 с., стр. 61-83, 112-183, 187-236, 399-412; Р. Морелос-Сарагоса Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. - М.: Техносфера, 2005. - 320с., стр. 49-103, 111-126, 129-166, 169-200].

Реализация различных алгоритмов кодирования сигналов QAM кодом Грея представлена в источниках [А. И. Одинец, А. Н. Бурдин. Основы цифрового телевидения стандарта DVB-T. Учебное электронное издание. - Омск: Издательство ОмГТУ, 2012., стр. 21; Р. Морелос-Сарагоса Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. - М.: Техносфера, 2005. - 320с., стр. 273; Фрэнк Грей. Импульсно-кодовая связь. Патент США №2632058. Выдан 17 марта 1953 г.].

Определение псевдослучайной фазы поворота сигнального созвездия QAM-сигнала осуществляется на основе кодовой комбинации, поступающей с выхода формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16 путем выполнения следующих действий:

- преобразуют входной код, состоящий из h-разрядов в десятичное число h_d;

- определяют значение угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала:

, (1)

где h_dmax - максимальное значение входного кода.

Определение значений квадратурных составляющих сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала заключается в выполнении следующих действий:

- по входному коду сигнала в соответствии со схемой кодирования по коду Грея (фиг. 2) определяют местоположение точки в стандартном сигнальном созвездии QAM-сигнала;

- по выбранному местоположению определяют значения амплитуд квадратурных составляющих для стандартного не повернутого сигнального созвездия QAM-сигнала Re и Im по выражениям, представленным в [3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical channels and modulation (Release 17), pp. 17-18];

- по определенным Re и Im вычисляют значения амплитуды A и фазы ϕ комплексного сигнала Re+j⋅Im (фиг. 3):

(2)

(3)

- определяют новую фазу сигнала ϕ₁ с учетом значения фазы ϕ_ПСП, определенной по выражению (1) и φ, определенной по выражению (3) (фиг. 3):

ϕ₁= ϕ+ϕ_ПСП; (4)

- по значению амплитуды сигнала A, определенной по выражению (2), и фазы ϕ₁, определенной по выражению (4), определяют значения амплитуд квадратурных составляющих в повернутом на ϕ_ПСП сигнальном созвездии QAM-сигнала (фиг. 3):

Re₁=A∙cos(ϕ₁);

Im₁=A∙sin(ϕ₁).

Выделение тактовой частоты сигнала заключается в формировании из входного цифрового потока импульсов, соответствующих частоте следования информационных блоков двоичных символов, подвергаемых дальнейшей цифровой обработке.

Вариант реализации различных алгоритма выделение тактовой частоты сигнала представлен в источнике [Алексенко А. Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 224-228].

Последовательно-параллельное преобразование заключается в преобразовании формата представления цифрового сигнала из последовательного в параллельный вид.

Вариант реализации алгоритма последовательно-параллельного преобразования представлен в источнике [Алексенко А. Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 215-217].

Первый и второй цифро-аналоговые преобразователи 3 и 4 предназначены для преобразования сигнала, поступающего с выхода процессора данных в виде параллельного двоичного кода, в соответствующий аналоговый сигнал.

Варианты реализации первого и второго цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4 представлен в источнике [Цифровые устройства: учеб. пособие / А. И. Одинец ; Минобрнауки России, ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2016., стр. 31-34].

Первый 5, второй 6, третий 23 и четвертый 24 формирующие фильтры низких частот предназначены для ограничения полосы спектра сигнала по верхней частоте.

Варианты реализации фильтров нижних частот 5, 6, 23, 24 представлен в источниках [С.И. Баскаков. Радио/технические цепи и сигналы. Изд. третье, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с., стр. 343-344; Зааль P. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем. - М.: Радио и связь, 1983. - 752 с., стр. 20-26].

Первый 7 и второй 8 балансные модуляторы предназначены для переноса спектра сигнала на промежуточную частоту.

Варианты реализации балансного модулятора представлены в источнике [Ворона В. А. Радиопередающие устройства. Основы теории и расчета: Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком. - 384 с., стр. 151-153].

Генератор промежуточной несущей 9 предназначен для генерации сигнала опорной частоты, который поступает на схему формирования квадратурных несущих 10.

Варианты реализации генератора промежуточной несущей представлены в источниках [Ворона В. А. Радиопередающие устройства. Основы теории и расчета: Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком. - 384 с., стр. 125, 127]

Схема формирования квадратурных промежуточных несущих 10 предназначена для формирования двух сигналов промежуточной частоты, сдвинутых по фазе относительно друг друга на π/2 рад и представляет собой устройство содержащее один вход и два выхода. Входной сигнал поступает в два канала. С выхода первого канала сигнал выходит без изменения, с выхода второго канала сигнал выходит с задержкой на π/2 за счет прохождения через соответствующий фазовращатель, имеющийся во втором канале.

Фазовращатель на π/2 может быть реализован куском кабеля или волновода, обеспечивающим задержку сигнала на π/2, либо по схеме представленной в источнике [Хижа Г.С., Вендик И.Б., Серебрякова Е.А. СВЧ фазовращатели и переключатели: Особенности создания на р-i-n-диодах в интегральном исполнении. - М.: Радио и связь,1984. - 184 с., стр. 51].

Сумматор 11 предназначен для суммирования модулированных квадратурных составляющих сигнала QAM.

Вариант реализации сумматора представлен в источнике [Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем/А. Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г. И. Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 256 с., стр. 91].

Полосовой фильтр 12 предназначен для фильтрации побочных гармоник сигнала, возникших после модуляции сигнала.

Варианты реализации полосового фильтра представлены в источниках [С.И. Баскаков. Радио/технические цепи и сигналы. Изд. третье, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с., стр. 347; Зааль P. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем. - М.: Радио и связь, 1983. - 752 с., стр. 32].

Кодер канала связи 13 предназначен для формирования спектра и мощности сигнала к виду пригодному для передачи по каналу связи. В заявленном устройстве им является радиопередающее устройство.

Техническая реализация радиопередающего устройства представлена в источнике [Ворона В. А. Радиопередающие устройства. Основы теории и расчета: Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком. - 384 с., стр. 9 - 12].

Передающее антенно-фидерное устройство 14, предназначено для преобразования сигнала в радиоволны и их излучения в свободное пространство (среду распространения).

Передающее антенно-фидерное устройство представляет собой передающую антенну, к которой по фидерной линии, вид которой определяется в зависимости от диапазона радиоволн подводится сигнал, который требуется передать в радиолинии.

Варианты реализации фидерных линий представлены в источнике [Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. и перераб. - М.: «Сов. радио», 1974. - 536 с., стр. 10]. Варианты реализации передающих антенн представлены в источнике [Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. и перераб. - М.: «Сов. радио», 1974. - 536 с., стр. 288, 292, 314, 318, 323,393, 333, 334, 345, 369, 416].

Первый 15 и второй 32 блоки задания h-разрядной кодовой комбинации предназначены для задания h-разрядных кодов, необходимых для формирования уникальных псевдослучайных последовательностей изменения угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соответственно в первом 16 и втором 33 формирователях псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала. Первый 15 и второй 32 блоки задания h-разрядной кодовой комбинации представляют собой управляющие устройства приема сигналов набора номера, содержащие в своем составе интерфейсное устройство, обеспечивающие задание пользователями радиолинии необходимой кодовой комбинации, и блок преобразования формата кодовой комбинации, заданной пользователем на интерфейсном устройстве, к необходимому формату h-разрядной кодовой комбинации.

Варианты реализации первого 15 и второго 32 блоков задания h-разрядной кодовой комбинации представлен в источнике [Управляющие системы электросвязи и их программное обеспечение: Учебник для вузов/ Р. А. Аваков, В. О. Игнатьев, А. Г. Попова, Н. С. Чагаев - М.: Радио и связь, 1991. - 256 с. , стр. 60-68].

Первый 16 и второй 33 формирователи псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, предназначены для генерации псевдослучайного кода, на основе которого соответственно в процессорах данных 2 и 30 вычисляется значение угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала на текущем такте.

Схема реализации первого 16 и второго 33 формирователей псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала представлена на фиг. 4. Формирователь состоит из генератора псевдослучайной последовательности 16.1 (33.1), представленной в виде h-разрядного параллельного кода, где h-количество бит в кодовой комбинации, битовых сумматоров по модулю 2 в количестве h штук 16.2.1-16.2.h (33.2.1-33.2.h), преобразователя параллельного h-разрядного кода в последовательный 16.3 (33.3).

Вариант реализации генератора псевдослучайной последовательности 16.1 (33.1), представленной в виде h-разрядного параллельного кода, представлен в источнике [Алексенко А. Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 231].

Вариант реализации битовых сумматоров по модулю 2 представлен в источнике [Алексенко А. Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 146].

Вариант реализации устройств последовательно-параллельного преобразования представлен в источнике [Алексенко А. Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 215-217].

Приемное антенно-фидерное устройство 17 предназначено для приема радиоволн, их преобразования в электрический сигнал, подведения электрического сигнала к декодеру канала связи 17.

Приемное антенно-фидерное устройство 17 представляет собой приемную антенну, к которой по фидерной линии, вид которой определяется в зависимости от диапазона радиоволн подводится сигнал, который требуется передать в декодер канала связи. Варианты реализации приемных антенн представлены в источнике [Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. и перераб. - М.: «Сов. радио», 1974. - 536 с., стр. 288, 292, 314, 318, 323,393, 333, 334, 345, 369, 416].

Декодер канала связи 18 предназначен для осуществления действий обратных, выполняемым в кодере сигнала 13, заключающихся в преобразовании спектра и мощности сигнала к виду пригодному для дальнейшей обработки на промежуточной несущей частоте. В заявленном устройстве им является радиоприемное устройство.

Техническая реализация радиоприемных устройств представлена в источнике [Макаренко А. А. Плотников М.Ю. Устройства приема и преобразования сигналов. Учебное пособие. - Университет ИТМО, 2019. - 112 с., стр. 39].

Полосовой фильтр 19 предназначен для фильтрации помех и побочных гармоник сигнала, возникших после прохождения радиосигнала по каналу связи и цепям декодера канала связи 18.

Варианты реализации полосового фильтра представлены в источниках [С.И. Баскаков. Радиотехнические цепи и сигналы. Изд. третье, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с., стр. 347; Зааль P. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем. - М.: Радио и связь, 1983. - 752 с., стр. 32].

Усилитель мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления 20 представляет собой усилитель мощности сигнала с переменным коэффициентом и предназначен для приведения сигнала к требуемому для дальнейшей обработки уровню по мощности.

Варианты реализации усилителя мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления представлены в источниках [Г.П. Тартаковский. Динамика систем автоматической регулировки усиления. - М.:Госэнергоиздат, 1957. - 192 с., стр. 13, 51, 56, 60, 187-189; Макаренко А. А., Плотников М. Ю. Устройства приема и преобразования сигналов. Учебное пособие. - Университет ИТМО, 2019. - 112 с., стр. 102].

Первый и второй балансные демодуляторы 21 и 22 предназначены для детектирования сигналов, поступающих с выхода блока 20.

Вариант реализации балансных демодуляторов 21 и 22 представлен в источнике [Макаренко А. А., Плотников М. Ю. Устройства приема и преобразования сигналов. Учебное пособие. - Университет ИТМО, 2019. - 112 с., стр. 99].

Первый и второй аналогово-цифровые преобразователи 25 и 26 предназначены для преобразования аналогового сигнала квадратурных составляющих принятого QAM-сигнала в параллельный цифровой код и подачи тактовой частоты на вычислитель фазовой ошибки.

Вариант реализации аналогово-цифровых преобразователей 25 и 26 представлен в источнике [Цифровые устройства: учеб. пособие / А. И. Одинец; Минобрнауки России, ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2016., стр. 26].

Вычислитель фазовой ошибки 27 предназначен для формирования сигнала пропорционального разности фаз между несущими сигналов квадратурных составляющих и опорными сигналами с выхода управляемого генератора квадратурных опорных сигналов 29.

Схема реализации вычислителя фазовой ошибки 27 представлена на фиг. 5. Вычислитель фазовой ошибки состоит из умножителя сигналов 25.1, элемента «И» 27.2, электронного ключа 27.3.

Реализация умножителя сигналов 27.1 представлена в источнике [Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем/А. Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г. И. Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 256 с., стр. 95].

Реализация элемента «И» 27.2 представлена в источнике [Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 65].

Варианты реализация электронного ключа 27.3 представлены в источнике [Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем/А. Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г. И. Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 256 с., стр. 176-178].

Фильтр петли фазовой автоподстройки частоты 28 предназначен для выделения изменений сигнала, пропорционального ошибке настройки генератора квадратурных опорных сигналов на частоту и фазу входного сигнала. Фильтр петли фазовой автоподстройки частоты 28 является фильтром высоких частот, задачей которого является подавление постоянной составляющей сигнала с выхода блока 27.

Вариант фильтра петли фазовой автоподстройки частоты 28 представлен в источнике [С.И. Баскаков. Радио/технические цепи и сигналы. Изд. третье, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с., стр. 347].

Управляемый генератор квадратурных несущих 29 предназначен для выработки двух сигналов с одинаковой амплитудой и частотой, сдвинутых друг относительно друга по фазе на π/2 рад.

Вариант реализации управляемого генератора квадратурных несущих 29 представлен в источнике [Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем/А. Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г. И. Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 256 с., стр. 138], вариант схемы электронного управления значением частоты и фазы представлен в [Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем/А. Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г. И. Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 256 с., стр. 135].

Процессор данных приемной части 30 осуществляет цифровую обработку входного цифрового сигнала: определение псевдослучайной фазы поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, определение значений кода квадратурных составляющих сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала, декодирование, дескремблирование, выделение тактовой частоты, параллельно-последовательное преобразование.

Варианты реализации процессора данных приемной части 30 представлен в источниках [Огородников И.Н. Микропроцессорная техника: учебник / И.Н. Огородников. 2-е изд., перераб. и доп. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 380 с., стр. 125-170; Аксенов В.П. Сигнальные процессоры: учеб. пособие / В.П. Аксенов. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006. -135 с., стр. 125-170].

Реализация функций определения псевдослучайной фазы поворота сигнального созвездия QAM-сигнала и выделение тактовой частоты аналогична реализации подобных функций в блоке 2.

Реализация функции определение значений кода, соответствующего квадратурным составляющим сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала, заключается в выполнении обратных действий, проведенных в процессоре данных 2 передающей части:

- по входным кодам квадратурных составляющих Re’ и Im’ определяют текущие значения амплитуды и фазы комплексного сигнала по выражениям, аналогичным (2) и (3);

(5)

(6)

- определяют исходную фазу сигнала ϕ₀ с учетом значения фазы ϕ_ПСП, определенной по выражению (1) и ϕ’, определенной по выражению (6):

ϕ₁’= ϕ-ϕ_ПСП; (7)

- по значению амплитуды сигнала A’, определенной по выражению (5), и фазы ϕ₁’, определенной по выражению (7), определяют значения амплитуд квадратурных составляющих в исходном (неповернутом) сигнальном созвездии QAM-сигнала:

Re’=A’⋅cos(ϕ₁’);

Im’=A’⋅sin(ϕ₁’).

- по значениям амплитуд квадратурных составляющих для стандартного (неповернутого) сигнального созвездия QAM-сигнала Re’ и Im’ путем сравнения значений со значениями амплитуд, полученными по выражениям, представленным в [3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical channels and modulation (Release 17), pp. 17-18] определяют местоположение точки в сигнальном созвездии;

- определяют значение кода Грея, соответствующего данной точке.

Реализация функций декодирования и дескремблирования заключается в выполнении функций обратных функциям кодирования и скремблирования, выполняемых в блоке 2.

Параллельно-последовательное преобразование заключается в преобразовании формата представления цифрового сигнала из параллельного в последовательный вид.

Вариант реализации функции параллельно-последовательного преобразования изложен в источнике [Алексенко А. Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с., стр. 217].

Приемник информации 31 преобразует поступающую на вход последовательность двоичных импульсов к воспринимаемому (или необходимому для последующей передачи внешним устройствам) виду информации. В частности, при приеме оцифрованной аналоговой информации кодовые блоки могут преобразовываться в последовательность уровней напряжения, из которых при необходимости путем фильтрации формируется непрерывный аналоговый сигнал. Выход приемника информации является выходом заявляемой радиолинии, защищенная от несанкционированного доступа.

Устройство работает следующим образом.

На передающей части от источника информации 1 на вход процессора данных 2 подается цифровая последовательность в виде 0 и 1, состоящая из блоков определенной длинны, соответствующей формату представления информации, и содержащая информацию, которую требуется передать по радиолинии. В процессоре данных 2 блоки цифрового потока подвергаются цифровой обработке, включающей следующие преобразования: скремблирование, кодирование, определение значений квадратурных составляющих сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала, выделение тактовой частоты, последовательно-параллельное преобразование. Причем, определение значений квадратурных составляющих сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала осуществляется на основе предварительно определенного в процессоре данных псевдослучайной фазы поворота сигнального созвездия QAM-сигнала на основе цифровой последовательности, поступившей от формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16. Формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16 вырабатывает псевдослучайные коды, частота смены кода соответствует тактовой частоте процессора данных, а вид псевдослучайной последовательности смены угла поворота QAM-сигнала определяется h-разрядной кодовой комбинации, сформированной в блоке 15. Далее с выхода процессора данных 2 каждая из квадратурных составляющих сигнала в виде цифровых параллельных кодов подаются на входы цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4, где данные коды преобразуются в аналоговые сигналы, соответствующие значениям амплитуд квадратурных составляющих. Сигналы с выходов аналогово-цифровых преобразователей 3 и 4 поступают на входы формирующих фильтров нижних частот 5 и 6 соответственно, где отфильтровываются кратные составляющие спектра сигнала за пределами верхней частоты аналогового сигнала, соответствующего значениям амплитуд квадратурных составляющих сигнала. С выходов формирующих фильтров нижних частот 5 и 6 сигналы поступают на входы балансных модуляторов 7 и 8 соответственно, где спектр сигналов переносится в область промежуточной несущей сигнала. Причем, промежуточные несущие формируются в генераторе промежуточной несущей 9 и схеме формирования квадратурных несущих 10, с выхода схемы формирования квадратурных несущих 10 сигналы промежуточных несущих, сдвинутых по фазе относительно друг друга на π/2 рад, поступают на вторые входы балансных модуляторов 7 и 8 соответственно. С выходов балансных модуляторов модулированные сигналы на промежуточной несущей частоте поступают на входы сумматора 11, где суммируются с учетом фазы. Затем просуммированный сигнал поступает на вход полосового фильтра 12, где фильтруются побочные гармоники сигнала. Сигнал с выхода полосового фильтра 12 поступает на вход кодера канала связи 13, где подвергается преобразованию спектра и мощности сигнала к виду пригодному для передачи по каналу связи. С выхода кодера канала связи 13 сигнал поступает на вход передающего антенно-фидерного устройства 15, где преобразуется в радиоволны и излучается в свободное пространство (среду распространения).

На приемной части из среды распространения радиосигнал поступает в приемное антенно-фидерное устройство 17, где преобразуется в электрический сигнал. Из антенно-фидерного устройства 17 сигнал поступает в декодер канала связи 18, где подвергается преобразованию спектра и мощности сигнала к виду пригодному для дальнейшей обработки на промежуточной несущей частоте. С выхода декодера канала связи 18 сигнал поступает на вход полосового фильтра 19, где фильтруется от помех и побочных гармоник сигнала. С выхода полосового фильтра 19 сигнал поступает в усилитель мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления 20, где подвергается приведению к требуемому для дальнейшей обработки уровню по мощности. С выхода усилителя мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления 20 сигнал поступает на первый и второй балансные демодуляторы 21 и 22, в которых подвергается детектированию. С выходов балансных демодуляторов 21 и 22 сигналы поступают на входы формирующих фильтров низких частот 23 и 24 соответственно, где отфильтровываются побочные составляющие спектра сигнала за пределами верхней частоты аналогового сигнала, соответствующего значениям амплитуд квадратурных составляющих сигнала. С выходов формирующих фильтров низких частот 23 и 24 квадратурные сигналы поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 25 и 26 соответственно, где подвергаются преобразованию в цифровой параллельный код, а также на первый и второй входы вычислителя фазовой ошибки 27, где на их основе формируются сигнал пропорциональный разности фаз между несущими сигналов квадратурных составляющих и опорными сигналами с выхода управляемого генератора квадратурных опорных сигналов 29. С сигнальных выходов аналогово-цифровых преобразователей 25 и 26 цифровые коды, соответствующие значениям амплитуд квадратурных составляющих поступают на соответствующие входы процессора данных 30. С тактовых выходов аналогово-цифровых преобразователей 25 и 26 сигналы подаются на третий и четвертый входы вычислителя фазовой ошибки 27, где управляют работой вычислителя. С выхода вычислителя фазовой ошибки 27 сигнал поступает на вход фильтра петли фазовой автоподстройки частоты 27, в котором осуществляется подавление постоянной составляющей спектра сигнала. С выхода фильтра петли фазовой автоподстройки частоты 28 сигнал поступает в управляемый генератор квадратурных несущих 29, в котором данный сигнал управляет настройкой генерируемой частоты сигналов квадратурных несущих. С выхода генератора квадратурных несущих 29 сигнал поступает на вторые входы балансных демодуляторов, где используется для детектирования сигналов, поступающих от блока 20. В процессоре данных 30 сигнал подвергаются цифровой обработке: определению значений кода сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала, декодированию, дескремблированию, выделению тактовой частоты, параллельно-последовательному преобразованию. Причем, определение значений кода сигнала в соответствии со значением угла поворота сигнально созвездия QAM-сигнала осуществляется на основе предварительно определенного в процессоре данных псевдослучайной фазы поворота сигнального созвездия QAM-сигнала на основе цифровой последовательности, поступившей от формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 33. Формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 33 вырабатывает псевдослучайные коды синхронно с формирователем псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала 16 в передающей части устройства с учетом временной задержки, обусловленной временами обработки и распространения сигнала, частота смены кода соответствует тактовой частоте процессора данных, а вид псевдослучайной последовательности смены угла поворота QAM-сигнала определяется h-разрядной кодовой комбинации, сформированной в блоке 32. При этом, h-разрядные кодовые комбинации, формируемые в блоках 15 и 32 являются идентичными. С выхода процессора данных 30 сигнал в виде цифровой последовательности 0 и 1 подается в приемник информации 31.

Эффект повышения конфиденциальности передаваемой информации связан с повышением сложности демодуляции и декодирования передаваемого сигнала на приемной стороне злоумышленника. В случае передачи стандартного сигнального созвездия (без поворота) на приемной стороне принимается сигнал, соответствующий представленному на фиг. 6а. В случае реализации псевдо-случайного изменения угла поворота при формировании квадратурных составляющих QAM-сигнала с помощью передающей части заявленной радиолинии на приемной стороне будет приниматься сигнал, соответствующий, представленному на фиг. 6б, который может быть приведен к виду представленному на фиг. 6а, при реализации приемной части заявленной радиолинии. При отсутствии априорных знаний о законе изменения параметров модуляции QAM-сигнала на стороне злоумышленника, им будет приниматься сигнал, соответствующий фиг. 6б.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиорелейной, спутниковой и радиосвязи для передачи цифровой информации с высокой степенью конфиденциальности. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности информации, передаваемой по радиолинии, от несанкционированного доступа. Такой результат обеспечивается за счет того, что в передающую часть радиолинии дополнительно введен источник информации, первый формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, блок задания кодовой комбинации и передающее антенно-фидерное устройство, а в приемную часть - приемное антенно-фидерное устройство, связанное по радиоканалу с передающим антенно-фидерным устройством, а также процессор данных приемной части и второй формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала. 6 ил.

Радиолиния, защищенная от несанкционированного доступа, содержащая на передающей части процессор данных, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, первый формирующий фильтр низких частот и первый балансный модулятор, последовательно соединенные второй цифроаналоговый преобразователь, второй формирующий фильтр низких частот и второй балансный модулятор, последовательно соединенные сумматор, полосовой фильтр и кодер канала связи, а также последовательно соединенные генератор промежуточной несущей и схему формирования квадратурных промежуточных несущих, при этом выходы 1…2k процессора данных, где k - это разряд цифрового кода, соединены с 1…2k входами первого цифроаналогового преобразователя, а выходы 2k+1…4k процессора данных соединены с входами 1…2k второго цифроаналогового преобразователя, при этом выходы первого и второго балансных модуляторов соединены с первым и вторым входами сумматора соответственно, первый и второй выходы схемы формирования квадратурных промежуточных несущих соединены со вторыми входами первого и второго балансных модуляторов соответственно, на приемной части последовательно соединенные декодер канала связи, полосовой фильтр и усилитель мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления, последовательно соединенные первый балансный демодулятор, третий формирующий фильтр нижних частот и первый аналогово-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй балансный демодулятор, четвертый формирующий фильтр нижних частот и второй аналогово-цифровой преобразователь, последовательно соединенные вычислитель фазовой ошибки, фильтр петли фазовой автоподстройки частоты и управляемый генератор квадратурных опорных сигналов, при этом выход усилителя мощности сигнала с автоматической регулировкой усиления соединен с первыми входами первого и второго балансных демодуляторов, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами управляемого генератора квадратурных опорных сигналов соответственно, при этом первый и второй входы вычислителя фазовой ошибки соединены с выходами третьего и четвертого формирующих фильтров нижних частот соответственно, а его третий и четвертый входы соединены с 2k+1 выходами первого и второго аналогово-цифровых преобразователей соответственно, отличающаяся тем, что устройство дополнительно содержит на передающей части источник информации, выход которого соединен с первым входом процессора данных, первый формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, входы l…h которого соединены с выходами l…h блока задания h-разрядной кодовой комбинации, h+1 вход формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с выходом 4k+1 процессора данных, при этом выход 4k+1 процессора данных является выходом тактовой частоты процессора данных, а выход формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с входом 2 процессора данных, при этом вход 2 процессора данных является входом, принимающим последовательные кодовые комбинации, задающие псевдослучайный угол поворота сигнального созвездия, а также передающее антенно-фидерное устройство, вход которого соединен с выходом кодера канала связи, а на приемной части - приемное антенно-фидерное устройство, связанное по радиоканалу с передающим антенно-фидерным устройством, при этом выход приемного антенно-фидерного устройства соединен со входом декодера канала связи, а также процессор данных приемной части, входы 1…2k которого соединены с 1…2k выходами первого аналогово-цифрового преобразователя, а входы 2k+1…4k соединены с 1…2k выходами второго аналогово-цифрового преобразователя, приемник информации, вход которого соединен с первым выходом процессора данных приемной части, и второй формирователь псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала, 1…h входы которого соединены с 1…h выходами блока задания h-разрядной кодовой комбинации, а вход h+1 формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с выходом 2 процессора данных приемной части, при этом выход 2 процессора данных приемной части является выходом тактовой частоты, а выход формирователя псевдослучайного угла поворота сигнального созвездия QAM-сигнала соединен с входом 4k+1 процессора данных, при этом вход 4k+1 процессора данных является входом, принимающим последовательные кодовые комбинации, задающие псевдослучайный угол поворота сигнального созвездия, выход приемника информации является выходом устройства.