Современная электроника №9/2020

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2020 ния было развито новейшее революци- онное направление криптографии – теория дискретной стохастической криптографии. Данная теория позволя- ет создавать динамические цифровые системы, называемые стохастически- ми системами дискретного времени. Оборудование, создаваемое на основе методов предложенной дискретной стохастической криптографии, обеспе- чивает при той же криптографической стойкости десятикратное уменьшение аппаратных затрат и, соответственно, стоимости, что чрезвычайно важно в интегральных радиочастотных систе- мах. Обе инновации (стохастическая криптография и новый радиочастот- ный канал) находятся вне конкурен- ции на рынке специальной аппарату- ры связи. Аппаратная реализация этих методов обеспечит уникальные харак- теристики создаваемого оборудования и позволит решить неразрешённые в настоящее время задачи, касающиеся безопасного беспроводного доступа и передачи конфиденциальной инфор- мации. Криптозащита собственно инфор- мации (4-й традиционный уровень защиты). При построении более раз- витой системы связи с выходом в гло- бальные сети, безопасность инфор- мации уже будет зависеть не только от уровня защищённости самого радио- канала, но и от угроз, действующих во внешней сети. Однако, в этом случае решение задачи обеспечения крип- тографической защиты собственно информации, которая будет циркули- ровать в такой гибридной системе, по чисто экономическим причинам, ни по своей постановке, ни по способам решения, ничем не должна отличаться от решений, используемых в существу- ющих военных и гражданских телеком- муникационных сетях (по крайней мере до «точки входа» в радиоканал). Классическим способом решения этой проблемы является организация VPN- соединения. Эффект Доплера Большинство RF-систем дальне- го радиуса действия, относящихся к военному сектору применений, пред- полагают работу с мобильными объ- ектами, поэтому, помимо высокого уровня разведзащищённости, инфор- мационной безопасности и помехоза- щищённости требуют некоторых весь- ма специфических качеств, связанных с мобильностью объектов. Это, в первую очередь – требование невосприимчи- вости к воздействию эффекта Доплера, характерного для высокоскоростных (гиперзвуковых) мобильных объек- тов и сверхвысокочастотных каналов передачи. Сокращение влияния эффек- та Доплера на несколько порядков по сравнению с любыми другими техно- логиями, в рамках C-UWB технологии осуществляется благодаря использо- ванию некогерентной (энергетиче- ской) обработки шумоподобных сиг- налов и отказа от частотно-фазовых методов модуляции. Действительно, в предлагаемой C-UWB технологии весь приём и вся обработка высокоча- стотного сигнала, включая помехопо- давление и переход на низкую часто- ту (для демодуляции) осуществляется без использования сигналов и каких- либо конкретных частот, вырабаты- ваемых внутренними схемами приём- ника (как, например, это имеет место в супергетеродинной аппаратуре). Пото- му каких-либо смещений фаз и изме- нения частот принимаемого высоко- частотного сигнала, рассогласования фильтров, обусловленного доплеров- ским смещением частоты принимае- мого сверхвысокочастотного сигна- ла, оборудованием C-UWB-приёмника наблюдаться не будет. Следовательно, при обработке высокочастотного сиг- нала не будет необходимости ни в спе- циальной автоподстройке прецизион- ных внутренних генераторов частот и в подстройке фильтров, необходи- мых для компенсации воздействия эффекта Доплера на сам радиочастот- ный тракт. Процесс демодуляции (т.е. непосредственно процесс выделения информационной составляющей сиг- нала) осуществляется корреляцион- ным способом уже на низкой частоте, без использования каких-либо свойств фазы и частоты самого высокочастот- ного сигнала. Вполне очевидно, что проявление влияния эффекта Допле- ра на низкочастотный сигнал, при его демодуляции, на несколько порядков слабее, чем его влияние на фазу и часто- ту высокочастотного радиосигнала. К тому же сам радиочастотный сигнал является широкополосным, а каждый бит передаётся сразу во всей полосе частот. Поэтому смещение всего сигна- ла из-за эффекта Доплера по полосе не окажет серьёзного влияния на инфор- мационную компоненту (определяе- муюмодуляцией мощности на видеоча- стоте) и даже не потребует подстройки грубых полосовых фильтров, кото- рыми задаётся полоса пропускании приёмника. Эти особенности C-UWB- технологии действительно позволят избавиться от всей той сложнейшей техники, которая традиционно исполь- зуется в узкополосных радиочастотных супергетеродинных системах для ком- пенсации эффекта Доплера и которую весьма трудно интегрировать на кри- сталле. Всё это позволяет на порядки ослабить влияние эффекта Доплера на C-UWB-радиосистемы и кардинально упрощает интегральную реализацию высокоскоростных (гиперзвуковых) и сверхвысокочастотных мобильных военных систем, наиболее критичных к данному эффекту. В связи с этим мож- но утверждать, что C-UWB-технология ещё скажет своё слово в создании авиа- ционных, спутниковых, гиперзвуковых ракетных и, связанных с ними, назем- ных комплексов и систем. Эффект «замирания» сигнала Одним из важных достоинств широ- кополосных и сверхширокополосных радиосистем, основанных на корреля- ционных принципах обработки ради- осигнала, является снижение влияния эффекта интерференции прямо рас- пространяющегося сигнала с сигнала- ми, отражёнными от плоских морских и наземных поверхностей. Переотра- жения и последующая интерферен- ция радиоволн – это бич всех систем радиосвязи, за исключением широко- полосных и сверхширокополосных шумоподобных, в которых явление «замирания» выражено не так силь- но. Это связано с тем, что получить сложение прямого и отражённого сигналов строго в противофазе, при- чём сразу на всех конкретных часто- тах (имеющих разную длину волны, частоту и периоды колебаний) в пре- делах всей полосы пропускания при- ёмника – дело столь же непростое, как и получить отражённый сигнал, стро- го синхронный работе коррелятора по основному сигналу. В большинстве шумоподобных систем отражённый сигнал просто поступает в корреля- тор с запозданием и воспринимает- ся им как случайная помеха, никак не воздействующая на демодуляцию прямого сигнала. Поэтому сверхши- рокополосные шумоподобные систе- мы весьма слабо подвержены воздей- ствию эффекта «замирания» сигнала, что было практически подтверждено нами во время реальных испытаний C-UWB RF-технологии на море, с уча-