ИМИТАТОР КВ КАНАЛА С ППРЧ

Предлагаемое устройство относится к области техники радиосвязи и предназначено для проведения лабораторных испытаний, исследования характеристик модемов, методов модуляции и кодирования, канальных протоколов передачи данных и способов их технической реализации для систем коротковолновой (KB) радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).
Существуют известные имитаторы KB канала:
1. Giler T.C., Pries M., On the design of a voiceband HF replay channel simulator, Eighth International Conference on HF Radio Systems and Techniques (IEE Conf. Publ. No. 474), Guildford, UK, 2000.
2. Willink, T.J., Davies, N.C., Clarke, J. and Jorgenson, M.B., Validation of HF channel simulators, IEE colloquium on frequency selection and management techniques for HF communications, London, UK, 7-8 February 1996.
3. Патент ЕР 0940931 Method for emulating multipath fading radio channels от 08.09.1999, МПК Н04В 7/01; H04B 17/00; H04B 7/01.
Имитатор, представленный в [1], для своей работы требует предварительной записи и обработки тестового сигнала, прошедшего через реальный KB канал, что не позволяет моделировать произвольные условия прохождения сигнала. Имитаторы, описанные в [2, 3], построены на основе классической стационарной узкополосной модели Ваттерсона, а в качестве помех использующие только аддитивный белый гауссовский шум (АБГШ).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является имитатор, построенный на основе классической модели Ваттерсона, представленный в W.N.Furman and J.W.Nieto, Understanding HF channel simulator requirements in order to reduce HF modem performance measurement variability, Nordic HF Conference, Sweden, 2001, принятый за прототип.
На фиг.1 представлена блок-схема прототипа, где обозначено:
1 - блок имитации канала (БИК 1);
2 - сумматор;
3 - генератор аддитивных помех (ГАП 3);
x(t) - входной сигнал имитатора;
(t) - сигнал, прошедший через канал;
w(t) - аддитивные помехи;
z(t) - выходной сигнал имитатора.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные БИК 1 и сумматор 2, а также ГАП 3, выход которого соединен со вторым входом сумматора 2, выход которого является выходом устройства, а вход БИК 1 является входом устройства.
Устройство-прототип работает следующим образом.
На вход имитатора поступает входной сигнал x(t), который в БИК 1 подвергается искажениям согласно модели Ваттерсона. К полученному при этом сигналу (t) добавляются аддитивные помехи w(t), сгенерированные ГАП 3, а затем полученный сигнал z(t)=(t)+w(t) с сумматора 2 подается на выход имитатора канала.
Для предотвращения перехвата секретной информации, помимо шифрования передаваемого сигнала, системы связи используют также механизм псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ). При этом частота работы передатчика (ПРД) и приемника (ПРМ) (высокая частота - ВЧ) синхронно меняются с заданным периодом во времени. Псевдослучайный алгоритм изменения номинала частоты одинаков для передающей и приемной сторон. Управление данным процессом осуществляется, соответственно, передающим и приемным модемом.
Передающий и приемный модемы работают на низкой частоте (НЧ), которая во время сеанса связи остается неизменной.
Условно данный процесс показан на фиг.2.
При переходе с одной ВЧ на другую скачкообразно меняется помеховая обстановка, а также АЧХ и ФЧХ KB канала и параметры их изменения во времени (т.е. характеристики KB канала, описываемые в имитаторе параметрами модели Ваттерсона). Кроме того, если номиналы текущей и предыдущей ВЧ близки, то указанные процессы в определенной степени коррелированны.
Так как имитатор KB канала работает на НЧ, то прямого отношения ППРЧ к нему не имеет. Однако для адекватного моделирования каналов связи с ППРЧ необходимо соответствующее моделирование изменений характеристик канала и помеховой обстановки с учетом возможной корреляции связанных с этим параметров. Причем, управление временем «смены частоты», по-прежнему, должно осуществляться от модемов. Условно данный процесс показан на фиг.3.
Прототип лишен данных возможностей.
Целью заявленной полезной модели является расширение возможностей путем добавления режима имитации KB каналов связи с ППРЧ.
Технический результат достигается тем, что имитатор KB канала, содержащий блок имитации канала, сумматор, генератор аддитивных помех, который отличается тем, что для изменения параметров имитатора KB канала в режиме работы с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты содержит передающий и приемный модемы, блок связи с модемами, предназначенный для получения сигналов управления от передающего и приемного модемов, блок управления параметрами, получающий сигналы управления от блока связи с модемами, и управляющий блоком имитации канала и генератором аддитивных помех.
На фиг.4 приведена блок-схема предлагаемого имитатора KB канала, содержащая:
1 - блок имитации канала (БИК 1);
2 - сумматор;
3 - генератор аддитивных помех (ГАП 3);
4 - блок связи с модемами (БСМ 4);
5 - блок управления параметрами (БУП 5).
x(t) - входной сигнал имитатора;
(t) - сигнал, прошедший через канал;
w(t) - аддитивные помехи;
z(t) - выходной сигнал имитатора.
Предлагаемый имитатор KB канала на фиг.4 содержит последовательно соединенные БИК 1 и сумматор 2, а также ГАП 3, выход которого соединен со вторым входом сумматора 2, выход которого является выходом устройства, а первый вход БИК 1 является входом устройства. Кроме того, выход БСМ 4 соединен со входом БУП 5, первый выход которого соединен со вторым входом БИК 1, а второй - со входом ГАП 3.
Заявленное устройство работает аналогично прототипу. На вход имитатора поступает входной сигнал x(t), который в БИК 1 подвергается искажениям согласно модели Ваттерсона и полученный сигнал (t) подается на первый вход сумматора 2. ГАП 3 генерирует аддитивные помехи w(t), которые подаются на второй вход сумматора 2, в котором они добавляются к сигналу (t), а затем полученный сигнал z(t)=(t)+w(t) с сумматора 2 подается на выход имитатора канала. Новая функциональность имитатора канала определяется новыми блоками. БСМ 4 предназначен для получения от передающего и приемного модемов сигналов управления по «смене частоты». Данные сигналы определяют моменты времени изменения параметров имитатора канала, а также задержку времени сигнала между его входом и выходом. Осуществляется это с помощью БУП 5, получающего сигналы управления от БСМ 4, и управляющего, в свою очередь, БИК 1 и ГАП 3.
Введением новых блоков в имитатор KB канала и достигается технический результат: расширяются возможности путем добавления режима имитации KB каналов связи с ППРЧ.