1.3.2. Скрытность сигналов систем радиосвязи с ППРЧСпособность СРС противостоять действиям РТР, направленным на обнаружение сигналов, измерение параметров и определение направления их прихода, характеризуется понятием скрытность СРС [1-3, 8]. В зависимости от решаемых РТР задач скрытность сигналов СРС в общем случае может быть классифицирована на энергетическую, структурную, информационную, временную и пространственную виды скрытности (рис. 1.19). Рис. 1.19. Энергетическая скрытность [1-3] направлена на исключение или существенное затруднение обнаружения сигналов СРС станцией РТР. Энергетическая скрытность может быть оценена различными показателями, например: вероятностью обнаружения сигналов СРС При этом дальность разведки сигналов передатчика СРС
где Если при проведении расчетов дальности обнаружения сигналов СРС принять, что
Заметим, что максимальная дальность разведки сигналов СРС (1.28а) может быть достигнута при условии, что в станции РТР используются оптимальные или, в крайнем случае, квазиоптимальные алгоритмы обнаружения. Структурная скрытность [1-3] направлена на исключение или существенное затруднение вскрытия структуры (вида) сигналов СРС. Структура сигнала определяется характером его кодирования и модуляции. Показателем структурной скрытности может служить вероятность раскрытия структуры сигнала при условии, что этот сигнал обнаружен. В [25] изложен метод определения структурной скрытности сигналов, для которого не требуется знания алгоритмов обработки в станции РТР. При данном методе определяется потенциальная структурная скрытность, выражаемая числом двоичных измерений (диз), которые необходимо осуществить для раскрытия структуры сигнала. На рис. 1.20 изображены зависимости структурной скрытности Рис. 1.20. На рис. 1.20 видно, что потенциальная структурная скрытность сигналов с ППРЧ значительно выше, чем у сигналов в виде двоичных случайных последовательностей. Так, для сигналов с ППРЧ скрытность Информационная скрытность определяется способностью противостоять мерам РТР, направленным на раскрытие смысла передаваемой с помощью СРС информации [2]. В качестве меры информационной скрытности можно принять вероятность раскрытия содержания передаваемого сообщения при условии, что сигнал обнаружен и выделен. Однако в большинстве случаев для решения задач РЭП требуется только распознавание типа (класса, вида) СРС. Вследствие частичного или полного перекрытия диапазонов параметров сигналов разведываемых СРС с диапазонами аналогичных параметров сигналов других СРС, а также из-за нестабильности параметров, ошибок в их измерении и т.п. процесс распознавания СРС является случайным событием. Для примера на рис. 1.21 изображены диапазоны перестройки рабочей частоты Рис. 1.21. На рис. 1.21 видно, что некоторые параметры сигналов различных СРС либо не имеют перекрытий, либо перекрываются между собой частично или полностью. Поэтому при сравнении измеренных параметров сигнала с возможными их значениями для различных типов СРС могут иметь место следующие ситуации: 1) измеренная комбинация (совокупность) значений параметров сигналов относится только к одному типу СРС, например, к четвертому; в этом случае тип СРС распознается достоверно; 2) принятый сигнал по комбинации измеренных значений параметров Под вероятностью распознавания типа (класса, вида) СРС будем понимать вероятность события, заключающегося в принятии правильного решения (по результатам измерений и анализа параметров сигналов разведываемых СРС) о принадлежности принятой станцией РТР комбинации значений параметров сигнала В рассматриваемой задаче распознавания типа СРС при принятии правильного решения потери равны нулю и одинаковы при принятии любого неправильного решения. Поэтому функцию потерь можно представить в виде [26]:
где Таким образом, выражение (1.29) характеризует нормированную величину потерь, равную единице при неправильном распознавании СРС Учитывая, что принятая комбинация значений параметров сигнала
Вероятность того, что при регистрации данной комбинации значений параметров
где
Учитывая (1.31), формулу для средних потерь
в котором исключен общий множитель Подставляя функцию потерь
Из (1.34) следует, что байесовский алгоритм обеспечивает отнесение комбинации значений параметров
Для применения алгоритма (1.35) требуется знание априорных вероятностей Априорные вероятности появления сигналов СРС
где При отсутствии сведений о частоте включения СРС можно считать, что априорная вероятность Условная вероятность того, что СРС
Если принять, что для большинства параметров сигнала, используемых при распознавании, значения каждого параметра сигнала СРС не зависят от значений других параметров, то условная вероятность того, что СРС
В (1.37а) и (1.37б) обозначено: Вид распределений (1.37б) зависит от типа СРС и измеряемого параметра сигнала. Так, для СРС с ППРЧ можно говорить о равномерном распределении рабочей частоты по диапазону перестройки Кроме вероятности распознавания типа СРС
Из вероятностей правильного распознавания
в которой элементы на главной диагонали представляют собой вероятности правильного распознавания типа СРС Временная скрытность СРС определяется возможностью РТР по сбору необходимой информации о СРС (виде и параметрах сигналов, назначении СРС и т.п.) за определенное время и зависит от условий, в которых используется СРС, ее временных режимов работы на излучение, тактико-технических характеристик (ТТХ) станции РТР и характера ведения разведки. Временную скрытность можно оценить временем сбора РТР данных о СРС с заданной вероятностью. Анализ временной скрытности может быть основан на представлении временного режима работы СРС на излучение и моментов пребывания СРС в диаграмме направленности антенны (ДНА) станции РТР в виде потоков случайных импульсов, изображенных на рис.1.22. Рис. 1.22. При этом под «следом» ДНА, показанном на рис.1.22,а, понимается площадь, высвечиваемая диаграммой направленности антенны станции РТР на поверхности земли. Для существующих режимов работы СРС с ППРЧ и функционирования подвижных станций РТР суммарный поток можно считать пуассоновским, т.е. имеет место экспоненциальный закон распределения интервалов времени между импульсами совпадения потоков [27]. При этом вероятность получения станцией РТР
где На основе (1.40) получаем зависимость для среднего времени сбора станцией РТР данных о СРС
при условии, что носитель станции РТР находится в пределах дальности действия передатчика СРС. Пространственная скрытность СРС характеризует способность препятствовать станции РТР с необходимой точностью определять направление прихода сигналов (или местоположение) СРС. Пространственная скрытность СРС, как и другие виды скрытности, кроме энергетической, является условным событием и зависит от ряда параметров СРС, например, мощности сигнала, вида и параметров ДНА Пространственную скрытность СРС можно характеризовать точностью определения направления прихода сигналов (или местоположения) СРС при заданном отношении сигнал-шум. Пространственная скрытность СРС может быть оценена радиусом зоны
где В заключение отметим, что скрытность сигналов СРС, особенно характеристик и параметров сигналов специальных СРС, от аппаратуры РТР является одним из важнейших требований информационной безопасности телекоммуникационных систем, обеспечивающих деятельность войск и управление оружием. При этом требования по скрытности СРС формулируются, как правило, на сигнальном уровне, исходя из иерархической структуры обеспечения информационной безопасности систем радиосвязи и управления.
|