Способ динамической адресации корреспондентов мобильной радиосети и устройство для его реализации

Способ динамической адресации корреспондентов мобильной радиосети и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике цифровой радиосвязи и может быть использовано при создании цифровых мобильных радиосетей нового поколения.

Задачей любой радиосети, как средства коммуникации является организация передачи информации между двумя произвольными корреспондентами сети (точнее - между средствами радиосвязи, которые в дальнейшем тексте будем кратко называть «радиосредствами»), находящимися на удалении друг от друга за счет частотного, временного, энергетического и аппаратурного ресурсов в условиях помех естественного происхождения и искусственных помех (радиофона). По способу доступа, к информации различают синхронные (детерминированные) и асинхронные сети. По способу доступа к каналам существует частотное, временное и кодовое разделение каналов. Развиваются также и различные комбинации этих основных способов. Данное изобретение предлагается к использованию в широкополосных радиосетях асинхронного типа, на основе сложных шумоподобных сигналов, в основу работы которых заложен принцип кодового разделения каналов и метод самосинхронизации передающего и принимающего радиоустройств.

В наиболее общем виде принцип кодового разделения каналов заключается в перемножении радиочастотного сигнала на передающей стороне по аналоговой схеме, для непрерывной (стационарной) несущей, или по логической схеме - посредством логического аналогового ключа, для импульсной (нестационарной) несущей, с псевдослучайной кодовой последовательностью, формируемой генератором псевдослучайных кодовых последовательностей, стартующим с некоторого начального кода (стартового адреса), модуляции тех или иных параметров радиочастотного сигнала в соответствии с передаваемой информацией, передаче полученного радиочастотного сигнала через среду распространения, приеме данного радиочастотного сигнала на принимающей стороне, строго синхронном перемножении его (по соответствующей, вышеописанной, схеме) с генерируемой в приемнике идентичной по форме и синхронизированной по времени псевдослучайной кодовой последовательностью (стартовавшей с того же стартового адреса) с целью выделения исходного несущего радиосигнала радиоканала, «номер» которого соответствует коду стартового адреса используемой псевдослучайной кодовой последовательности, для последующей демодуляции полученного радиосигнала посредством выявления отклонений модулируемых параметров в полученном таким образом радиосигнале от их ожидаемых значений при отсутствия модуляции [1].

Метод самосинхронизации [1, 2] устройств широкополосной связи, применимый в фиксированных (выделенных) каналах связи, основывается на том, что передающее и принимающее устройства заранее знают конкретный код, при помощи которого будет формироваться радиосигнал в передатчике и обрабатываться в приемнике и заключается в генерации в передатчике (на основе этого кода) циклически повторяющейся ограниченной кодовой последовательности - преамбулы, формировании на базе этой последовательности широкополосного радиочастотного сигнала и сравнении корреляционным способом этого радиосигнала на видеочастоте в приемнике с аналогичными (генерируемыми на основе того же кода независимым генератором в приемнике) ограниченными циклическими кодовыми последовательностями. В процессе синхронизации генератор приемника, после выполнения каждого цикла сравнения ограниченной кодовой последовательности, присутствующей во входном сигнале, с собственной ограниченной последовательностью, пропускает такт, фактически сдвигая тем самым во времени в каждом цикле циклическую последовательность приемника относительно очередной последовательности передатчика, а приемник снова повторяет цикл сравнения - до тех пор, пока не будет получено одномоментное совпадение во времени ограниченной кодовой последовательности, генерируемой в приемнике, с последовательностью, генерируемой передатчиком, характеризующееся всплеском автокорреляционной функции. Момент синхронизации псевдослучайных кодовых последовательностей передатчика и приемника фиксируется аппаратурой приемника, после чего запускается механизм автоподстройки частоты синхронизации и начинается штатный процесс демодуляции и приема информации. При этом радиосигнал, соответствующий данной ограниченной кодовой последовательности передатчик генерирует и выдает в эфир многократно (с кратностью большей, чем количество бит в самой ограниченной кодовой последовательности) в течение определенного времени, достаточного для осуществления процесса синхронизации.

Таким образом, для обеспечения взаимодействия двух конкретных, заранее известных, корреспондентов по радиоканалу им обоим должен быть известен некий общий, уникальный именно для этой пары корреспондентов код. Вместе с тем, для осуществления вызова одним из корреспондентов любого другого корреспондента знания этого, даже уникального и известного для каждой из возможных пар корреспондентов кода недостаточно, поскольку вызываемый корреспондент не может знать: какой именно из всего множества существующих абонентов в данный конкретный момент времени будет его вызывать, т.е. не может знать какой именно уникальный код использовать для осуществления самосинхронизации и приема информации. Для решения этой проблемы предлагается очевидная в общем-то процедура установления связи, которая в наиболее упрощенном виде заключающаяся в том, что любой корреспондент на начальном этапе установления связи загружает генератор псевдослучайной кодовой последовательности своего приемника стартовым кодом, соответствующим его собственному номеру (адресу) или сформированным по определенному (известному всем абонентам) закону на основании этого собственного номера (адреса) и запускает процедуру самосинхронизации с корреспондентами, осуществляющими в данный момент его вызов - передатчики которых генерируют циклические кодовые последовательности ограниченной длины формируемые на основе стартового кода, который соответствует номеру (адресу) данного вызываемого корреспондента, т.е. генерацию именно того кода, который в данный момент ожидает приемник вызываемого корреспондента. После завершения процедуры самосинхронизации вызывающего и вызываемого корреспондентов вызывающий корреспондент по образовавшемуся виртуальному радиоканалу получает возможность передать вызываемому корреспонденту свой собственный номер (адрес), а вызываемый корреспондент получает возможность сформировать и загрузить в генератор псевдослучайных последовательностей своего передатчика в качестве стартового адреса некий новый код, состоящий из (или сформированный на основе) кодов адресов вызывающего и вызываемого корреспондентов, после чего - запустить генерацию циклических ограниченных псевдослучайных кодовых последовательностей, стартующих с этого кода, в то время, как вызывающий корреспондент, для которого этот код априори является известным, поскольку он формируется по вполне определенным правилам на основе известных вызывающему корреспонденту кодов(адресов), запускает стартующий с этого кода процесс самосинхронизации своего приемника. По завершении процедуры самосинхронизации вызываемый корреспондент получает возможность передачи по образовавшемуся новому (обратному) виртуальному радиоканалу любых данных и команд (в т.ч. цифрового речевого потока) вызывающему корреспонденту. В дальнейшем для определенности регистры передатчика и приемника, в которых формируются и хранятся в процессе установления соединения стартовые адреса (коды), которыми загружаются и на основании которых генераторами псевдослучайных кодовых последовательностей формируются псевдослучайные кодовые последовательности, необходимые для формирования радиосигнала в передатчике и обработки его в приемнике, будем называть Регистрами динамической адресации.

Учитывая, что корреспонденты радиосети взаимодействуют между собой через открытую и общедоступную среду передачи - радиоэфир, очевидным недостатком описанной выше, простейшей схемы модуляции/демодуляции радиочастотного сигнала [3] является относительно низкий уровень конфиденциальности передачи информации в формируемых таким образом радиоканалах, все параметры которых по сути жестко определены конкретными адресами взаимодействующих устройств. Принцип программируемое™ и ре-программируемости, закладываемый в подавляющее большинство изделий современной радиоэлектроники, только усугубляет это положение, требуя введения тех или иных способов аутентификации корреспондентов, кодирования собственно информации, передаваемой через радиоканал, что в современной мобильной связи приводит к серьезным аппаратурным затратам на аутентификацию вступающих во взаимодействие корреспондентов, скремблирование речи, а также к затратам на прочие средства защиты передаваемых данных. Для осуществления взаимной аутентификации корреспонденты должны доказать друг другу владение некоторым закрытым ключом (кодом), полученным при регистрации (т.е. каждый корреспондент должен показать другому, что оно может использовать этот закрытый код, доказывая, тем самым, что он им владеет), причем сам код в ходе этой проверки по каналу связи передаваться не должен. Разумеется, что при взаимодействии двух корреспондентов должна осуществляться их двусторонняя аутентификация. Методы аутентификации и кодирования информации, передаваемой по радиоканалам современных мобильных радиосетей связи общеизвестны, реализуются как правило, на сетевом, транспортном и сеансовом уровнях семиуровневой (согласно классификации по эталонной модели ISO/OSI) сетевой архитектуры и принципиально не отличаются от аналогичных методов, используемых в компьютерной технике, аутентификация взаимодействующих корреспондентов в которых осуществляется с использованием широко известных асимметричных алгоритмов (с использованием случайных чисел, с использованием хеш-функций и т.п.)[4].

Суть асимметричных алгоритмов аутентификации, предложенных в 1876 году исследователями Стэнфордского университета У.Диффи и М.Хеллманом [5] заключается в том, что коды, при помощи которых осуществляется кодирование информации передающим Корреспондентом и ее декодирование принимающим отличны друг от друга, причем код декодирования нельзя получить непосредственно из кода кодирования. Общий принцип работы асимметричного алгоритма аутентификации заключается в следующем. Корреспонденты А и В случайным образом генерируют по два кода открытые - Ка, Кв и закрытые - ка и кв соответственно. Открытыми кодами взаимодействующие корреспонденты обмениваются друг с другом по общедоступным каналам связи. Корреспондент-отправитель А, желающий передать закрытую информацию предварительно кодирует ее при помощи открытого кода Кв, полученного от Корреспондента-получателя В и передает закодированную таким образом информацию Корреспонденту-получателю В. Корреспондент-получатель В принимает и расшифровывает принятую информацию при помощи имеющегося у него закрытого кода кв. Данную процедуру можно записать следующим образом: С=Ек(I), I”=Dk(Ek(I)), I=I”; где: I - исходная информация, Ek - алгоритм кодирования, Dk -алгоритм декодирования, С - закрытая передаваемая информация, К - открытый код кодирования, к - закрытый код декодирования, I” - принятая раскодированная информация. При этом У.Диффи и М.Хеллман сформулировали 5 общих требований к используемым в этой процедуре вычислительным алгоритмам и кодам, обеспечивающим безопасность передачи данных:

1. Вычисление Корреспондентом-получателем пары открытого и закрытого кодов (К и к) должно быть простым;

2. Корреспондент-отправитель, зная открытый ключ и исходную информацию I должен легко вычислять закрытое сообщение С=Ек(I);

3. Корреспондент-получатель, используя закрытый код к и закрытое сообщение С должен легко восстанавливать исходное сообщение I=Dk(C);

4. Попытка вычисления закрытого ключа к на основании знания открытого ключа К должна наталкиваться на непреодолимую вычислительную проблему;

5. Попытка вычислить исходное сообщение I на основании знания открытого ключа К и закрытого сообщения С должна наталкиваться на непреодолимую вычислительную проблему.

Вычисление пар открытых и закрытых ключей базируется как правило на использовании однонаправленных функций, характеризующихся следующими свойствами:

1. Наличие алгоритма вычисления прямой функции Y=F(X);

2. Отсутствие алгоритма вычисления обратной функции X=F”(Y).

В практике существуют различные принципы построения алгоритмов аутентификации, например, известен принцип аутентификации с использованием случайных чисел, который заключается в следующем [6]:

1. Корреспондент А отправляет запрос на разрешение «разговора» и свой открытый код Коа Корреспонденту В, в ответ на который Корреспондент Б передает Корреспонденту А случайное число Nб и свой идентификатор Иб, закодированные открытым кодом Коа Корреспондента А.

2. Корреспондент А принятое сообщение раскодирует своим закрытым кодом Кса и передает корреспонденту Б его случайное число Nб, а также свое случайное число Na и свой идентификатор закодированное открытым кодом Коб Корреспондента Б, тем самым доказывая Корреспонденту Б, что владеет закрытым кодом и просит Корреспондента Б также подтвердить владение закрытым кодом.

3. Корреспондент Б раскодирует сообщение Корреспондента А своим закрытым кодом Кеб и возвращает Корреспонденту А случайное число Na, доказывая, что владеет закрытым кодом. При этом последующий «разговор»с читается разрешенным.

Известен алгоритм процедуры аутентификации на основе хеш-функций, который выглядит так [6]:

1. Корреспондент А отправляет запрос на предоставление «разговора» к Корреспонденту Б, в ответ на который Корреспондент Б передает случайное число Nб.

2. Корреспондент А генерирует свое случайное число Na, рассчитывает хеш этого числа, случайного числа Nб, полученного от Корреспондента Б и идентификатора Корреспондента Б и отправляет его Корреспонденту Б.

3. Подучив сообщение от Корреспондента А, Корреспондент Б рассчитывает хеш тех же данных и в случае их совпадения убеждается в том, что Корреспондент А владеет закрытым кодом.

4. Для подтверждения своей аутентичности Корреспондент Б рассчитывает хеш обоих случайных чисел и идентификатора Корреспондента А и передает его Корреспонденту А.

5. Получив это сообщение Корреспондент А рассчитывает хеш этих данных и в случае совпадения хешей убеждается, что Корреспондент Б тоже владеет закрытым кодом.

Широко известен также метод конфиденциальной передачи данных, известный как метод Диффи-Хеллмана [5, 6], позволяющий взаимодействующим корреспондентам цифровых компьютерных сетей не только аутентифицировать друг друга, но и создавать (для последующего кодирования передаваемой информации) общий закрытый код путем обмена открытыми сообщениями по незащищенным каналам цифровой связи. Заключается метод «Диффи-Хеллмана» (далее DH-алгоритм) в следующем [5]:

Берутся два больших целых простых числа Р и g, такие, что g порождает мультипликативную группу (Zp”: {1, …, р-1}) по модулю Р, которые могут быть известны всем. Корреспонденты А и В самостоятельно генерируют свои закрытые коды ка и кв - большие случайные числа, принадлежащие множеству Zp”: {1, …, р-1}. На основании закрытых кодов корреспонденты А и В генерируют свои открытые коды: Ка=g^ка (mod Р) и kb=g^кв (mod P) и обмениваются своими открытыми кодами. Каждый из них, получив открытый код по открытому каналу проверяет его на предмет того является ли он достаточно большим простым, а не примитивным (соответственно, возможно подставным) числом, после чего рассчитывает общий сеансовый код. Корреспондент А: К=(Кв)^ка(mod Р)=(g^кв)^кa(mod Р). Корреспондент В: К^-=(Ка)^кв(mod Р)=(g^ка)^кв(mod Р), при том, что: К=К^-, т.к. (g^кв)^ка=(g^кa)^кв (modP). Таким образом корреспонденты А и В получают общий сеансовый код, который является функцией закрытых кодов ка и кв. Даже владея кодами Ка и Кв никто не сможет вычислить общий сеансовый код, поскольку не обладает закрытыми кодами, вычислить которые по соответствующим им открытым кодам невозможно.

Достаточно подробно и сам этот алгоритм, и арифметика «по (mod Р)», и требования к выбору так называемых «надежных» простых целых чисел «Р» и «g», и требования к выбору случайных закрытых кодов для использования в данном алгоритме, а также требования к параметрам принимаемых корреспондентами открытых кодов, которые должны проверяться дополнительно, непосредственно в процессе реализации данного алгоритма, чтобы исключить возможность их подмены на заведомо упрощенные числа во время их передачи по открытому каналу связи, описаны в классической литературе [4-6]. Высокоэффективные (рекурсивные) алгоритмы расчета степенных функций по mod(P), занимающие минимум времени и применяемых в данном алгоритме достаточно подробно описаны в книге [4].

Как известно, во многих синхронных системах широкополосной радиосвязи и с частотным (ППРЧ) и с кодовым (CDMA) разделением каналов процедура установления соединения двух радиочастотных устройств предполагает генерацию и использование управляемых псевдослучайных кодовых последовательностей, а также обмен некоторой адресной (кодовой) информацией между взаимодействующими корреспондентами в процессе установления соединения. Хотя эти же элементы и операции являются типовыми при построения и процедуры аутентификации и процедуры кодирования двоичной речевой информации в цифровых (компьютерных) системах передачи данных, в радиоканале (на физическом и канальном уровне) для этих целей они не используются: и процесс адресации корреспондентов (абонентских устройств) и процесс их аутентификации осуществляется на более высоком уровне управления (сетевой, транспортный, сеансовый) сетевой архитектуры. Причем адресация осуществляется централизованно, посредством передачи конкретных адресов вызываемых абонентских устройств и команд управления по специально выделенным для этого, общим для всех устройств, синхронным каналам связи, а кодирование и декодирование речевой информации - с использованием специальных (дополнительных) программных и аппаратных средств.

Одной из систем связи подобного рода, которая может быть взята в качестве прототипа настоящего изобретения является широкополосная система связи с быстрой перестройкой рабочей частоты [7]. В данной системе связи процесс первоначальной синхронизации - т.е. процесс поиска радиосигнала базовой станции корреспондентом (и наоборот) является асинхронным, что осуществляется при помощи некоторой ограниченной последовательности изменения частот передатчика базовой станции (преамбулы) и циклического повторения этой последовательности, примерно так, как это было описано выше. В месте с тем, используемая в данной системе структура сигнала (быстрая ППРЧ), предполагает необходимость и требует исключения наложения частотных элементов сигналов разных корреспондентов друг на друга, что в конкретной территориальной зоне может быть обеспечено только централизованным формированием ортогональных ансамблей радиочастотных сигналов для всех взаимодействующих корреспондентов одной, причем обязательно единственной, базовой станцией. Именно поэтому вся процедура адресации корреспондентов, образования виртуальных радиоканалов для всех корреспондентов осуществляется централизованно и синхронно базовой станцией, а процедура аутентификации корреспондентов и кодирования передаваемой информации осуществляется на сетевом и более высоких уровнях иерархии управления данной системы связи на основе обработки информационного графика, для чего задействуются отдельные (дополнительные) программные и аппаратные средства. Необходимость жесткой централизации функций управления и жесткой централизованной синхронизации предполагает организацию связи между корреспондентами только через общую базовую станцию, что приводит к значительному усложнению системы в целом, а также не допускает присутствия других, альтернативных архитектур радиосистем в используемом данной радиосетью конкретном территориально-частотном пространстве. Принцип жесткой синхронизации приводит к необходимости использовать жесткие ортогональные системы сигналов и соответственно жесткие ортогональные способы кодирования, что не позволяет перенести процесс аутентификации и кодирования обеспечивающие конфиденциальность на канальный и физический уровень такой радиосети.

Другой системой связи, наиболее близкой к предлагаемому в настоящей заявке на изобретение решению и взятой в качестве прототипа, является система связи стандарта CDMA (Стандарт IS-95 - в части радиоинтерфейса и стандарт IS-98 - в части работы базовых станций [8, 9]). В стандарте IS-95 предусмотрены: 1 пилот-канал, 1 канал сигнализации, 7 каналов персонального вызова и 55 речевых каналов связи. Таким образом, базовая станция одновременно может передавать 64 логических (виртуальных) канала. После выполнения процедуры установления обычного соединения, что является реакцией на входящий вызов к подвижной станции или на исходящий вызов от подвижной станции и осуществляется посредством передачи командной и адресной информации по соответствующим каналам сигнализации и персонального вызова, базовая станция на продолжительное время выделяет в распоряжение абонентов один из «речевых» логических каналов. При этом для каждого «речевого» канала в базовой станции осуществляется индивидуальная демодуляция радиосигнала (на приеме) и модуляция (на передаче) посредством предоставления соответствующего канального оборудования. Данные каналы для базовой станции являются логическими (виртуальными) и организовываются методом кодового разделения на основе синхронно и централизованно генерируемых ортогональных кодовых последовательностей Уолша. Количество канального оборудования строго ограничено и рассчитано на обработку максимум 55 «речевых» логических каналов, что является серьезным ограничением системы в смысле количества одновременно работающих корреспондентов и особенно критично в случае пиковых нагрузок и значительного увеличения размеров соты.

Как отмечалось выше, конфиденциальность информации в системах связи гражданского назначения обеспечивается исключительно применением процедур аутентификации взаимодействующих корреспондентов и кодирования собственно передаваемой информации. В системах CDMA [8, 9], например, для обеспечения конфиденциальности передачи информации используется стандартный алгоритм аутентификации и кодирования речи в сотовой связи (CAVE - Cellular Authentication Voice Encryption). Этот алгоритм используется для генерации для каждого из формируемых виртуальных каналов конфиденциального S-ключа. Он генерируются на основе 0-ключа, который хранится в мобильной станции, и полученного от сети псевдослучайного числа. Алгоритм CAVE генерирует также В-код, который разделяются на две части: А - чтобы создавать цифровую подпись (authentication signature), и В - для генерации кодов, необходимых для кодирования речи и передачи сообщений. Цифровая подпись генерируется и посылается базовой станции, чтобы проверить принадлежность абонента к данной системе. При этом используется один из двух алгоритмов: глобальное квитирование (Global Challenge), когда всем мобильным станциям передается в данный момент одно и то же псевдослучайное число; уникальное квитирование (Unique Challenge), когда псевдослучайное число назначается при каждом запросе соединения.

Поскольку конфиденциальность передаваемой информации необходимо обеспечить в каждом из формируемых «речевых» каналов - затраты на эти процедуры как в базовых станциях, так и в аппаратуре абонентов достаточно велики. Необходимость жесткой централизации функций управления и жесткой централизованной синхронизации предполагает организацию связи между корреспондентами и этой системы связи только через общую базовую станцию, что также приводит к значительному усложнению и системы в целом, снижению ее живучести и к многократному увеличению аппаратурных затрат, а также не допускает каких бы то ни было альтернативных архитектур (радиосистем) в используемом системой частотно-территориальном пространстве.

Целью настоящего изобретения является сокращение аппаратурных затрат, себестоимости и повышение качества систем мобильной радиосвязи путем оптимизации ее архитектуры но основе новых структур (ансамблей) сигналов, метода динамической адресации корреспондентов и переноса функций аутентификации абонентских устройств и кодирования передаваемой информации с уровня обработки собственно информации (сетевой, транспортный уровни управления) на физический и канальный уровень создаваемых радиосистем (сокращение аппаратуры за счет совмещения выполняемых ее элементами функций), т.е. создание радиотракта с цифровым (номерным) способом вызова и адресации корреспондентов, обеспечивающего конфиденциальность передачи информации.

Для реализации предлагаемой в настоящей заявке на изобретение системы связи в качестве радиочастотного сигнала предлагается использовать модулируемые по мощности сложные широкополосные шумоподобные сигналы, способы формирования и обработки которых достаточно подробно описаны в [1, 2]. Данный тип сигналов позволяет отказаться от использования централизованной синхронизации в системе для осуществления взаимодействия корреспондентов друг с другом и позволяет использовать принцип асинхронного взаимодействия. Для вхождения абонентских устройств в связь друг с другом предлагается использовать метод самосинхронизации, описанный выше. Поскольку из теории известно, что значение автокорреляционной функции разных отрезков одной и той же М-последовательности равно нулю, то вместо применения ресурсоемких ортогональных псевдослучайных кодовых последовательностей предложено использовать обычные М-последовательности, формируемые генераторами на основе регистров с нелинейными обратными связями, либо стохастические последовательности, формируемые, разработанными специально для этих целей и ориентированными на системы с дефицитом аппаратных ресурсов, генераторами стохастических последовательностей [3].

Рассмотрим более подробно, каким образом предполагается организовать совмещение функций кодового разделения каналов, адресации, синхронизации, модуляции и демодуляции радиочастотного сигнала, а также аутентификации абонентских устройств и кодирования речевой информации непосредственно в радиоканале (на физическом и канальном уровнях радиосети), способ создания и устройство для реализации которого предлагается в настоящей Заявке на изобретение. Предварительно отметим, что способ применим как для осуществления взаимодействия радиоабонентов непосредственно друг с другом в режиме «полу-дуплекс» или «квази-дуплекс», так и для организации полнодуплексного соединения корреспондентов через базовую станцию-ретранслятор (или станцию-конвертор спектра сигналов), выполняющую одновременно и преобразование спектра из полосы приема в полосу передачи, что является наиболее оптимальным. Для упрощения изложения рассмотрим процедуру прямого установления соединения между абонентскими комплектами в режиме «дуплекс». По аналогии можно реализовать системы, работающие в более «жестких» режимах прямой связи - «квази-дуплекс», или «полу-дуплекс», или полнодуплексные системы с участием центральной базовой станции в роли устройства, осуществляющего преобразование сигналов абонентских устройств из полосы передачи в полосу приема, причем как с буферизацией передаваемой информации, так и без таковой (с прямой конвертацией спектра).

С точки зрения принципов структурно-функционального проектирования аппаратуры представляется нецелесообразным, а точнее просто невозможным раздельная реализация подсистем обеспечивающих вызов, адресацию и канало-образование в абонентском комплекте в виде отдельных структурно-функциональных блоков. Вместе с тем целесообразным представляется выделение в отдельное функциональное устройство совокупности подсистем обеспечения синхронизации (в смысле синхронизации взаимодействия самих радиоэлектронных средств) и физического обеспечения кодового разделения каналов, требуемых для обеспечения взаимодействия конкретных корреспондентов. Эти подсистемы достаточно легко могут быть функционально отделены от подсистем адресации, а взаимодействие между образовавшимися функциональными блоками может осуществляться при помощи достаточно простого и понятного интерфейса, который заключается в управлении подсистемой синхронизации и кодового разделения каналов со стороны подсистем адресации и каналообразования посредством передачи (загрузки) в подсистему синхронизации требуемой управляющей (адресной) информации для управления ее генератором псевдослучайных кодовых последовательностей в соответствии с выполняемыми алгоритмами установления соединения - в т.ч. в соответствии с кодами команд, поступающих по радиоканалу в процессе установления соединения и осуществления радиообмена от комплементарно связанных (взаимодействующих между собой) абонентских комплектов. Обобщенная блок-схема организации взаимодействия подсистемы адресации и подсистемы синхронизации представлена на Фиг.1. На этой фигуре подсистема адресации изображена в виде блока 1, подсистема синхронизации - в виде блока 2. Основными структурными элементами подсистемы адресации являются Регистр передаваемых команд (3), Регистр принимаемых команд (4) и Регистры динамической адресации передатчика (5) и приемника (6) соответственно. Основными структурными элементами подсистемы синхронизации (2) являются Регистр (7) стартового адреса генератора псевдослучайных кодовых последовательностей передатчика и Регистр (8) стартового адреса генератора псевдослучайных кодовых последовательностей приемника, а также собственно генератор (9) псевдослучайных кодовых последовательностей передатчика и генератор (10) псевдослучайных кодовых последовательностей приемника. Естественными элементами подсистемы адресации являются Регистр (11) кода номера вызываемого радиосредства (абонента) и Регистр (12) кода собственного номера радиосредства (абонента).

Результатом работы подсистем адресации (1) и синхронизации (2) является формирование соответствующих псевдослучайных кодовых последовательностей, необходимых для работы модулятора передатчика и демодулятора приемника в процессе установления соединения и осуществления передачи информации. Рассмотрим как может осуществляться работа этих подсистем в процессе установления соединения в простейшем случае - без осуществления аутентификации корреспондентов и кодирования передаваемой информации:

Для обеспечения синхронизации необходимо, чтобы передающий абонент многократно (циклически) передавал, а принимающий был готов к приему (обработке) одной и той же, многократно (циклически) повторяющейся кодовой последовательности, т.е. стартовой псевдослучайной кодовой последовательности, формируемой передатчиком и обрабатываемой приемником при помощи идентичных генераторов (с одинаковыми законами формирования) с полностью идентичными параметрами (стартовыми адресами). В простейшем случае псевдослучайные кодовые последовательности могут быть сформированы при помощи сдвиговых регистров с линейными и нелинейными обратными связями. Перед началом работы сам закон формирования псевдослучайной кодовой последовательности, определяется аппаратными методами (при помощи введения соответствующих обратных связей такого «регистра»), а «начальную фазу» генерируемой псевдослучайной кодовой последовательности можно задать (определить) той или иной конкретной стартовой кодовой комбинацией (стартовым адресом), загружаемым в Регистры (7, 8) стартового адреса генераторов (9, 10) псевдослучайных кодовых последовательностей соответственно передатчика и приемника абонентского комплекта. Если стартовая комбинация и закон формирования псевдослучайных кодовых последовательностей у передающего и принимающего абонентов будут совпадать, основанная на принципе корреляционного сравнения сигналов система синхронизации, описанная ранее, в течение некоторого промежутка времени, называемого временем синхронизации, обеспечит вхождение абонента-приемника в связь с абонентом- передатчиком (будет образован виртуальный радиоканал), а следовательно, будет возможен последующий прием по этому виртуальному радиоканалу цифровой информации, на основе которой, в свою очередь, будет возможен прием кодов (адресов и команд) и последующее управление как самим абонентом-приемником, так и управление собственно процессом приемопередачи посредством этих специальных команд, передаваемых по образовавшемуся радиоканалу.

Итак, подсистема синхронизации абонентов должна обеспечить вхождение в связь тех абонентов, в регистры стартового адреса генераторов псевдослучайных кодовых последовательностей передатчика и приемника которых «загружен» один и тот же цифровой код. Подсистема адресации абонентов должна обеспечивать «загрузку» в нужные моменты времени требуемых кодов в регистры стартовых адресов циклических псевдослучайных кодовых последовательностей комплементарных - принимающего и передающего абонентских устройств в процессе их вхождения в связь (синхронизации) и во время последующей процедуры установления соединения (каналообразования), передачи и обработки команд управления каналом (по прямому и обратному радиоканалам), а также во время передачи цифровой речевой информации.

Главным элементом управления генераторами псевдослучайных последовательностей в составе предлагаемой подсистемы адресации абонента должны стать Регистры (5, 6) динамической адресации его передатчика и приемника. Информация в Регистры динамической адресации загружается устройством управления в соответствии с общим алгоритмом установления соединения взаимодействующих корреспондентов. Содержимым этого регистра будет осуществляться управление (задание стартового адреса) генераторами (10, 9) псевдослучайных кодовых последовательностей приемника и передатчика абонентского устройства. Определенные поля Регистра динамической адресации в процессе вхождения в связь (самосинхронизации) и установления соединения будут загружаться содержимым тех или иных регистров (ячеек памяти) системы адресации, в которых хранится: уникальный код номера радиосети в которую «прописан» данный абонент, код номера вызываемого абонента и код собственного номера вызывающего абонента.

Вторым по важности элементом подсистемы адресации и вхождения в связь должны стать Регистр (3) передаваемых и Регистр (4) принимаемых команд. В этих регистрах формируются коды команд и специальная информация (коды адресов) передаваемые между взаимодействующими абонентскими устройствами в процессе установления соединения в составе команд, а также коды и специальная информация (коды адресов) принимаемых команд, прием и передача которых осуществляется между абонентскими устройствами (соответственно во взаимно противоположных направлениях) после организации однонаправленного радиоканала в любом из этих направлений.

Более детальная блок-схема устройства, обеспечивающая интеграцию функций адресации, синхронизации, кодового разделения каналов, аутентификации взаимодействующих устройств и кодирования собственно информации приведена на Фиг. 2. На ней отражены основные функционально значимые структурные (операционные) элементы, необходимые для понимания работы заявляемого способа динамической адресации корреспондентов. В частности в ее состав входят: уже известные Регистр (3) передаваемых команд, Регистр (4) принимаемых команд, Регистр (5) динамической адресации передатчика, Регистр (6) динамической адресации приемника, Регистр (7) стартового адреса генератора псевдослучайных кодовых последовательностей передатчика, Регистр (8) стартового адреса генератора псевдослучай