Thứ Tư, 9 tháng 5, 2012

Gây nhiễu thông tin nhảy tần (cơ bản)

Đặc điểm của thông tin nhảy tần:
Khác với liên lạc tần số cố định, tín hiệu nhảy tần tồn tại rất ngắn (vài mili giây đến vài chục mili giây). Độ rộng phổ của nó cũng tương tự nhau.
Các máy nhảy tần thế hệ mới có nhiều tính năng tiên tiến: tốc độ nhảy nhanh hơn (vài trăm đến vài nghìn), thời gian đồng bộ ngắn, có thể cập nhật thời gian thực qua thiết bị thu GPS. (MTR3 của Rohde- Schwarz; PR4G - Thales; AN/PRC-152A - Harris).
Portable Radio Series - Harris AN/PRC-152(C) Military Hand Held Radio 
Các vấn đề mấu chốt trong thông tin nhảy tần:
- Thời gian xác lập tần số công tác nhỏ (vài chục micro giây).
- Số hóa, mã hóa và giải mã thông tin cần trao đổi (nén DL, truyền các bít đồng bộ, kiểm tra,...).
- Đồng bộ về thời gian và xung nhịp (để điều khiển thu phát đồng bộ trên các tần số khác nhau).
Các máy thông tin liên lạc với các cự li khác nhau, vừa liên lạc vừa cơ động, mà cự li khác nhau thì thời gian lan truyền tín hiệu (300.000 km/s) sẽ khác nhau: 3km là 10 micro giây, 300m là 1 micro giây,... thời gian bắt đầu liên lạc thường là ngẫu nhiên. Do đó vấn đề đồng bộ thu - phát là rất khó khăn.
Quy luật thay đổi tần số phát về nguyên tắc không phải là ngẫu nhiên mà là giả ngẫu nhiên, nhưng do chu kỳ lặp lại đủ lớn, có thể xem như đối phương không thể thu và giải mã được. Các máy thu thông tin chung 1 mạng thì có cùng quy luật thay đổi tần số (sử dụng cùng chuỗi mã tần số / dãy số cùng được đưa đến đầu vào điều chế của bộ tổng hợp tần số số cho cả máy thu và máy phát). Nếu đồng bộ được về thời gian thì chúng sẽ luôn duy trì liên lạc được với nhau.
Khi bắt đầu liên lạc thì các máy phát và thu sẽ thực hiện đồng bộ ở các tần số xác định. Các tần số này nằm trong dải tần công tác và thay đổi theo ngày, giờ. Tại mỗi thời điểm, tần số xác định để đồng bộ được chỉ định qua bảng mã đồng bộ đã được nạp sẵn trong bộ nhớ và thời gian (ngày, giờ được cập nhật qua GPS). Thông thường thời gian đồng bộ bằng 15 bước nhảy tần số (nhảy 512 lần/s thì thời gian đồng bộ khoảng 30 mili giây). Nếu máy không có GPS thì có thể phải đồng chỉnh thời gian cho máy thu phát hoặc qua quy ước trước tần số đồng bộ.
Sau đồng bộ máy thu phát sẽ "dắt tay nhau" đến các tần số mà cả hai bên đều biết trước với cùng một tốc độ.
Gây nhiễu thông tin nhảy tần:
1/ Gây nhiễu trong thời gian đồng bộ:
Đây là biện pháp đơn giản và hiệu quả nhất nếu như biết trước được tần số đồng bộ. Rất khó nếu đối phương đồng bộ sớm (vào thời điểm bắt đầu nhiệm vụ, mà ta lại ở xa khó trinh sát) hoặc đối phương đồng bộ với nhau trong cự li nhỏ ta không thể chế áp.
2/ Gây nhiễu bám:  
Tần số gây nhiễu bám theo tần số nhảy với độ trễ đủ để loại trừ hoặc đủ gây thất bại cho truyền tin. Để bám được thì máy thu chặn cần thu được tốc độ nhảy (con số gần như không thay đổi), cường độ tín hiệu phát, hướng tới của nó,... đây là đầu vào giúp giải mã tín hiệu nhảy tần.Độ trễ máy thu chặn thường phải nhỏ hơn 1/2 thời gian tín hiệu nhảy tần tồn tại (v = 512 lần/s thì t = 1 mili giây). Tất cả các máy thu chặn cần có bộ tổng hợp tần số nhanh cho phép tốc độ thu chặn lớn (vài nghìn tần số trên giây) và tốc độ quyết định tần số GN bám phải nhanh. Tuy nhiên vấn đề giải mã của nó thường gặp nhiều khó khăn do môi trường điện từ phức tạp, bên cạnh tần số thông tin nhảy còn có các liên lạc khác cùng lamg việc và các đài gây nhiễu cùng chế áp,... do đó sẽ có tình huống bám sai mục tiêu cần chế áp.
3/ Gây nhiễu chặn: 
Gây nhiễu trong toàn bộ dải tần công tác của máy thu phát. Đây là kiểu gây nhiễu "đần độn" nhất trong TCĐT (EW) vì nó không cần tìm kiếm mục tiêu, chỉ cần máy GN có công suất lớn, bức xạ được trong dải phổ rộng. Khó loại trừ các mục tiêu quân nhà trong điều kiện chiến trường xen kẽ.


Các loại gây nhiễu cho hệ thống FH (nhảy tần)
Có lẽ ứng dụng quan trọng nhất của kỹ thuật quang phổ lây lan khả năng chống chịu sự can thiệp cố ý hoặc gây nhiễu.
Các loại gây nhiễu khác nhau đã được đề xuất. Trong số này, một số liên quan đến các hệ thống FH đặc biệt hoặc nói chung. Họ :
1.
Gây nhiễu Đập (chặn) tiếng ồn.
2. Gây nhiễu một phần
(từng phần) băng tần.
3.
Gây nhiễu Giọng điệu (tone).
4. Gây nhiễu lặp lại (Follower Jammer hay nhiễu bám theo).

Đập tiếng ồn là một bandlimited trắng Gaussian tiếng ồn. Thông thường, nó được giả định rằng các quyền hạn gây nhiễu lông phổ chính xác tín hiệu lây lan \ chiều rộng băng tần. Tác dụng của nó chỉ đơn giản là để tăng mức độ tiếng ồn Gaussian tại đầu ra máy thu.
Gây nhiễu tiếng ồn băng thông rộng gây nhiễu (barrage tiếng ồn) là một sức mạnh vũ phu không khai thác bất kỳ kiến thức về hệ thống thông tin liên lạc anti-jam trừ WSS băng thông lây lan của nó. Xác suất lỗi bit kết quả của hệ thống anti-jam tương tự như với AWGN.
Gây nhiễu từng phần băng tần: được mô phỏng như một số không có nghĩa là quá trình ngẫu nhiên Gaussian với một mật độ phẳng năng lượng quang phổ trên một phần nhỏ của tổng băng thông phổ lây lan và không ở nơi khác.
Gây nhiễu giọng điệu (tone): hai loại thiết bị làm nhiễu âm, giai điệu duy nhất gây nhiễu gây nhiễu nhiều giai điệu. gây nhiễu âm duy nhất là một tàu sân bay chưa điều chế truyền băng thông tín hiệu quang phổ lây lan. Nó ít hiệu quả chống lại tín hiệu FH kể từ khi băng thông tức thời FH nhỏ và cho lợi ích chế biến lớn, xác suất kẹt trong bất kỳ nhảy nhỏ. Nhiều giai điệu gây nhiễu, một giai điệu gây nhiễu chiến lược tốt hơn cho FH hệ thống sử dụng một số nhạc chuông, chia sẻ quyền lực của gây nhiễu giai điệu duy nhất. Số lượng tối ưu của nhạc một phần nhỏ của tỷ lệ nhận được điện tín hiệu gây nhiễu điện. [14]
Gây nhiễu lặp lại (Gây nhiễu bám theo/Follower Jammer): Gây nhiễu theo đuôi sau tín hiệu được truyền từ một tần số khác thể ảnh hưởng đến tín hiệu mong muốn tương tự như với một gây nhiễu tần số duy nhất trên một tín hiệu không nhảy. (Nó thường chậm hơn một chút và thường không trùng đỉnh phổ của tín hiệu, AJAS-20C).

Thực hiện GN từng phần băng tần của FH (PBJ)
Gây nhiễu từng phần băng tần phổ biến nhất được sử dụng trong thực tế. được mô hình hóa như một quá trình không có nghĩa là ngẫu nhiên Gaussian với một mật độ bằng phẳng phổ công suất, truyền tất cả sức mạnh sẵn có trong một băng thông hạn chế đó là nhỏ hơn so với băng thông phổ lan truyền tín hiệu SS.
PBJ dễ dàng hơn để tạo ra hơn so với tín hiệu đập với một số loại phổ lây lan, PBJ đáng kể hiệu quả hơn gây nhiễu tiếng ồn đập.
Giả sử rằng gây nhiễu truyền J sức mạnh của nó trên một W
j băng thông, mà là một tập hợp con của Wss lây lan băng thông tổng số, các phần nhỏ của băng thông giao tiếp là bị kẹt được ký hiệu là η được xác định bởi: phần nhỏ của tổng số băng tần lây lan, như trong hình.
Giả định rằng Wj lớn so với băng thông của tín hiệu BFSK unhopped những ảnh hưởng của tín hiệu nhảy vào cạnh của băng tần này là không đáng kể. Nói cách khác, bỏ qua khả năng rằng khi một tín hiệu được gửi được tần số nhảy rìa, tại đó chỉ là một phần của ban nhạc tức thời của tín hiệu là bị kẹt. Điều này giả định hoặc là một tín hiệu nhảy vào ban nhạc bị kẹt hay không.Ngoài ra, gây nhiễu được phép thay đổi các ban nhạc đó là gây nhiễu để truyền và nhận không bao giờ biết một ưu tiên dải tần số đang bị kẹt.
Hiệu suất của gây nhiễu lặp lại (theo đuôi gây nhiễu) trong hệ thống FH .
Hệ thống thông tin liên lạc nhảy tần (FHSS)  bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự hiện diện của một gây nhiễu lặp lại, cũng được biết đến như là một gây nhiễu theo đuôi. gây nhiễu có khả năng xác định phần quang phổ rộng băng thông đang được sử dụng trong khoảng thời gian tìm kiếm một thời gian T, truyền tín hiệu gây nhiễu trong đó phần của quang phổ. Nó được giả định rằng T tìm kiếm nhỏ hơn nhiều so Tb - khoảng thời gian tại mỗi bước nhảy.
 Để có hiệu quả chống lại một hệ thống nhảy tần số, năng lượng gây nhiễu phải đạt được nhận bị ảnh hưởng trước khi nó nhảy đến một tập hợp mới của các kênh tần số. Nói chung hiệu quả một gây nhiễu lặp lại phụ thuộc vào tốc độ nhảy khoảng cách giữa máy phát, thu, gây nhiễu.

Hình tả cấu hình hình học của truyền thông gây nhiễu. Đối với gây nhiễu lặp lại để có hiệu quả, sau đây phải được thu được .

"Chiến tranh tất cả được dựa trên sự lừa dối... giữ mồi (bẫy) để lôi kéo đối phương. Giả vờ rối loạn, đè bẹp ông ta".
—SUN TZU, THE ART OF WAR, 1.18–20

"Lực lượng và lừa đảo,  là hai nhân tố chính trong chiến tranh".
—THOMAS HOBBES

1 nhận xét: