Аналоговые частотные скремблеры

Исторически первыми появились аналоговые частотные скремблеры. Они делятся на три класса: частотные инверторы (скремблеры с инверсией частот), скремблер с разделением полосы частот на отдельные субполосы и их инверсией (полосовые скремблеры) и скремблеры на основе преобразований параметров.

Частотные инверторы {frequency inverters) инвертируют спектр, перемещая нижние частоты в область верхних частот, а верхние частоты — в область нижних частот. На рис. 23.2, где дан пример инверсии частот, полоса сигнала занимает диапазон от 300 до 3300 Гц. Данный диапазон инвертируется относительно несущей частоты (f_c), равной 3400 Гц. После модуляции несущей частоты получаем сигнал со спектром, состоящим из двух поддиапазонов (нижняя и верхняя полосы, являющиеся зеркальным отражением друг друга). Инвертор с фиксированной частотой преобразования не обеспечивает безопасность: нарушитель, прослушав несколько раз и скорректировав сигнал, сумеет понять сообщение. Прослушивание усложняется при случайной или программно-перестраиваемой несущей частоте.

Рис. 23.2. Спектр речевого сигнала.

Полосовые скремблеры {band splitters). Вторым способом частотного скремблирования речевого сигнала является разбиение всего спектра на мелкие полосы частот и процедура либо их переноса на другие участки спектра, либо инвертирования отдельных полос. Возможно сочетание этих двух процедур (на рис. 23.3 показаны преобразования двухполосового скремблера). Основная идея способа — разрушить структуру речевого сигнала ио оси частот и создать частотные «разрывы». На рис. 23.4 показан принцип преобразования речи и блок-схема 4-полосового скремблера. Полосовые фильтры «вырезают» соответствующие поддиапазоны речевого спектра, затем каждый из поддиапазонов модулирует соответствующее несущее колебание, а фильтр нижних частот переносит исходный поддиапазон в новую частотную область. Спектрограммы исходного и скремблированного речевых сигналов даны на рис. 23.5. Для этого 4-полосового скремблера теоретически возможны 4! = 24 перестановки полос частотного спектра. Однако число «полезных» перестановок незначительно, и даже их применение обеспечивает низкую остаточную разборчивость.

Рис. 233. Инверсия и перестановка полос.

Рис. 23.4. Принцип преобразования речи и блок-схема.

4-полосового скремблера.

Рис. 23.5. Спектрограммы исходного и скремблированного речевого сигнала.

(4-полосовой скремблер).