Algizcom

25/06/2025

25/06/2025

25/06/2025

Видео демонстрирующее возможности DDS-джаммеров.
В таких джаммерах используется схема переноса спектра.
Сигнал помехи формируется в диапазоне от 0 до 300 МГц обычно на AD9910 и перемножается с несущей частотой от PLL-синтезатора. Получившаяся нижняя зеркальная полоса отфильтровывается, верхняя усиливается и излучается.
Как видно, возможностей AD9910 хватает на шаг частот 83 кГц при полосе 200МГц. AD9910 генерирует паразитные гармоники довольно высокого уровня, что является его существенным недостатком. Для целей подавления полезного сигнала они малоэффективны. Однако сама схема проста, для ее реализации достаточно микропроцессора типа STM32.
Эта схема не имеет иного пути развития, кроме как использование более скоростных DDS чипов. Что удорожает генератор (AD9910-20$, AD9914-170$, AD9164-380$), требует другой архитектуры типа FPGA Spartan и высокого качества плат. А в таком случае уже можно использовать более скоростные DAC вместо DDS, т.е. DDS-генератор превращается в более функциональный SDR.

25/06/2025

На этом рисунке отображена зависимость эффективности помехи от расстройки частот приемника и чирпов помехи.
По оси Y отображено срабатывание корреляционного обнаружителя FFT LoRa. Чем меньше расстройка частот, тем чаще срабатывает обнаружитель на чирпы помехи, а значит растет уровень ошибок при демодуляции.
Из описанного выше следует,что идеальная помеха для LoRa - узкополосный ЛЧМ-сигнал с параметрами чирпов самой LoRa, воздействующий на первую часть преамбулы. Причем уровень помехи должен превышать уровень легитимного сигнала не менее,чем на 2 дБ.
Уязвимость LoRa - в широком окне демодуляции(> 125 кГц), любой сигнал, попадающий в окно демодуляции, с изменениями во времени хоть немного схожими на изменения фазы чирпов LoRa будет демодулирован, как легитимный. Чем больше он похож на LoRa, тем меньшей мощности он может быть для успешного детектирования.
Прицельную помеху такого рода осуществить не сложно.
Для реализации эффективной заградительной помехи необходимо изменение подходов к формированию помехи.

25/06/2025

Группой исследователей Гонконгского политехнического университета была проделана масштабная работа по изучению помехоустойчивости LoRa.
Ознакомим вас с некоторыми результатами.
1. Воздействие узкополосной помехой в виде Гауссового белого шума.
Ширина спектра помехи равна ширине канала.
Результат на первом рисунке.
Приемник продолжает детектирование с допустимым уровнем ошибок даже тогда, когда уровень помехи превышает уровень легитимного сигнала на 2-3 дБ. Уровень ошибок при декодировании растет пропорционально росту уровня помехи.
2. Воздействие помехой в виде ЛЧМ-импульсов (чирпов). Помеха не широкополосная, чирпы не синхронизированы с легитимным сигналом. Это чирпы обычного передатчика LoRa.
Результаты на рисунке 2.
Синим - атака на первые 4 чирпа преамбулы
Красным - атака на вторую часть преамбулы
Жёлтым - атака на синхрослово
Сиреневым - атака на заголовок и данные.
Воздействие на первые чирпы преамбулы более эффективно.
Обьясняется тем, что приемник не успевает синхронизироваться.

25/06/2025

В конце апреля этого года группа специалистов из Stefan Cel Mare University of Suceava, Румыния, опубликовали результаты альтернативного корреляционного обнаружения сигналов LoRa.
Они предложили концепцию сети спектрального обнаружения сигналов LoRa -Spectrum sensing framework - и доказали возможность ее реализации. Изначально задача состояла в разработке метода повышении помехоустойчивости локальной сети IoT, например сети дома. Где все устройства LoRa "знали" бы друг друга на физическом уровне и взаимодействовали бы только между собой.
Было через SDR записано более 32 тысяч семплов-образов передачи 5 трансиверов LoRa на SX1276 с разными значениями SF, на разных частота, с разными BW. Трансиверы в дальнейшем использовались как передатчики случайных данных, будучи подключенным к управляющему компьютеру. На SDR Ettus и PC (AMD Ryzen 9 3950X, 64GB DDR4, 2 x GeForce RTX 3060 6GB) был реализован приемник LoRa, демодулятор чирпа которого был построен по корреляционной схеме с библиотекой семплов.
Приемник обнаруживал легитимный сигнал от легитимного передатчика путем сравнения сигнала после квадратурного преобразователя с образами из библиотеки семплов. Обнаружение производилось по преамбуле, по первым ее чирпам, работали все передатчики одновременно.
Даже при значительных отклонениях частоты передатчика от частоты настройки приемника (50 кГц при BW=125 кГц) вероятность успешного детектирования превысила 99% при разных значениях SF и BW.
Отметим ,что в чипах Semtech используется более простой с точки зрения реализации метод корреляционного приема - FFT (Fast Fourier Transform).

Что означают результаты работы.

Применение ИИ даже невысокого уровня позволяет реализовать спектральную селекцию сигналов. Приемник способен распознать легитимный сигнал от конкретного передатчика по его уникальному спектру, игнорируя любые другие помеховые сигналы, как случайные, так и преднамеренные.
Приемник LoRa по схеме FFT способен устойчиво детектировать сигнал даже в том случае, когда уровень помех превышает уровень сигнала в 2-4 раза. Возможности корреляционного приемника предполагаются значительно выше, потому что фактически он точно "знает", что обнаруживать в следствии уникальности спектра передатчика.
Как это отразится на эффективности современных систем РЭБ, не сложно представить.
Спектр любого передатчика уникален, кроме того, специальными простыми методами его можно сделать ещё более "уникальным". Реализуемая с помощью ИИ спектральная селекция позволит значительно увеличить стойкость к РЭБ любого, даже менее сложного, чем LoRa, сигнала.

25/06/2025

Как устроена LoRa.
На рисунке схема передатчика и приемника LoRa.
Два кодирования
Сначала "тяжёлое" кодирование входящих данных кодом Хэмминга.
Перед преобразованием кодом Грея происходит процедура перемежения (interleaving), суть которой отображена на втором рисунке.
Перед передачей в эфир цифровой поток превращается в чирпы - восходящие и нисходящие.
Чирпы - это ЛЧМ-импульсы. С увеличивающейся или уменьшающейся частотой.
Атаки на приемник LoRa в подавляющем большинстве случаев нацелены на нарушение работы демодулятора чирпа. Это приводит, например, к срыву синхронизации, т.е. грубым повреждениям сигнала.
Другой крайне мало распространенный трудно реализуемый в широкой полосе частот метод атаки состоит в создании избыточных ошибок в работе декодера Грея. На практике это означает, что демодулятор чирпа демодулирует и легитимный сигнал, и атакующий. Количество ошибок на входе декодера Грея должно превышать возможности по обнаружению и исправлению декодером Хэмминга.
Третий способ- "бесконечная" преамбула)

25/06/2025

Корпорация Indra представила дрон-детектор радарного типа Nemus для танка Leopard.
Прес-релиз компании предельно скуп на технические характеристики изделия.
Система Nemus способна обнаруживать, а так же идентифицировать и отслеживать беспилотники, микродроны и различные снаряды, включая противотанковые ракеты, гранатометы и высокоскоростные стреловидные боеприпасы. Система активирует соответствующие контрмеры для нейтрализации входящих угроз.
Система Nemus, разработанная с учетом защиты от помех и обнаружения ложных целей, также сохраняет работоспособность в неблагоприятных погодных условиях, включая высокую влажность и экстремальные температуры.
Испытания проходят сейчас в вооружённых силах Испании.