Футуристическая система связи

Футуристическая система связи, реализующая передачу информации сообщением, свободным от передаваемой информации, и с низким расходом сигнала-носителя
Смирнов Владимир Фёдорович
Россия, Тверская обл., г. Кимры
E-mail: svfru@ya.ru
Web-sait: smirnov.ucoz.com

Классическая система связи (Рис. 1) состоит из отправителя информации, её получателя и канала связи между ними. Сообщение, являющееся кодированным представлением (выражением) передаваемой информации, загружается (модуляция) на сигнал носитель, который эффективно транслируется средой распространения — открытым пространством Вселенной, где находятся мешающие источники помех и противник. Так как сообщение в полном объёме содержится в сигнале, то перехват сигнала эквивалентен овладению информацией.
Недостатки:

Классическая система связи основана на открытом во Вселенную канале связи и не защищает передаваемую информацию от противника.
В классической системе связи достигнут предел по согласованию объёма передаваемого сообщения с пропускной способностью канала связи, а значит, расход носителя — потребляемой электрической мощности — не может быть снижен.


История создания футуристической системы связи. В 1978 году у меня появилась мысль провести необычный эксперимент — на практике проверить истинность правила «золотой середины». Суть эксперимента — согласно данного правила изменить («деформировать») классическую систему связи. Если утверждение: «Истина находится где-то посредине» — истинно, то на свет должна появиться принципиально новая система связи, вырожденным случаем которой будет классическая система. И чудо произошло — правило оказалось истинным и продуктивным!
Футуристическая система связи (Рис. 2) отличается следующим:

Источник помех 3 — стал «отправителем» 3 случайного сигнала.
Отправитель 1 и получатель 2 — частично взяли на себя функции противника 4, перехватывающего и декодирующего эти сообщения в знаки высокого ранга (символы, слова, предложения).
Отправитель 1 — передаёт получателю 2 не саму информацию, а управляющие квитанции — знаки низкого ранга (радиоимпульсы), которые помечают в случайных сообщениях «отправителя» 3 те фрагменты (знаки высокого ранга), которые являются копиями оригиналов, ожидающих своей очереди на передачу из памяти компьютера.
Канал связи расщепился на три канала: два — информационных (случайных сообщений), соединяющих «отправителя» 3 с отправителем 1 и получателем 2, и один — квитирующий, по которому отправитель 1 передаёт квитанции получателю 2. В результате, отправитель 1 в футуристической системе связи превращается в «источник помех», ведь моменты выдачи квитанций коррелированны со случайными сообщениями «отправителя» 3.
Противник, «отягощённый» стереотипами классической системы связи, перехватывает только сигнал отправителя 1 — квитанции, которые не содержат передаваемой информации. Таким образом, футуристическая система связи, в отличие от классической, защищает передаваемую информацию от противника.
Кроме того, отправитель 1 экономит энергию, излучая своим сигналом не саму передаваемую информацию (сообщения), а только квитанции — знаки низкого ранга, которые сообщают получателю 2 какие из знаков высокого ранга необходимо принять.


К «отправителю» 3 сообщений случайного характера предъявляются следующие требования:

Надёжность. Время жизни должно превышать время действия системы связи, а мощность — обеспечивать уверенный приём случайных сообщений отправителем 1 и получателем 2;
Качество. Сообщения случайного характера должны представлять собой случайный процесс естественного или искусственного происхождения, поток информации которых превышает поток передаваемой информации. Чем больше информационная производительность «отправителя» 3, тем с большей скоростью возможна передача;

Пространственная конфигурация классической система связи — луч, соединяющий отправителя 1 с получателем 2, а футуристической — треугольник. При этом архиважно единообразие сигнала случайного характера, принимаемого отправителем 1 и получателем 2, пусть и со сдвигом во времени. (Это легко реализуется в секретной связи, где в качестве «отправителя» 3 используется, например, радиовещательная станция, имеющая круговую диаграмму направленности.

Работает футуристическая система связи следующим образом. Отправитель 1 и получатель 2 принимают один и тот же сигнал случайных сообщений «отправителя» 3. Одинаково демодулируют и декодируют его, превращая в одинаковые знаки высокого ранга — символы, которые образуют одинаковые последовательности — слова, предложения.

Передача. Отправитель 1 непрерывно сравнивает коды символов, генерируемых «отправителем» 3, с кодом символа n — в начале очереди на передачу из памяти компьютера. Если коды совпадают, то символ n не помечается квитанцией, а ожидается результат сравнения с кодом символа n + 1. С началом реализации кода следующего символа «отправителя» 3, сравнение возобновляется. Если коды отличаются, то посылается квитанция — знак низкого ранга — радиоимпульс, частота или длительность которого кодирует: «принять один символ». Иначе, — отправитель 1 анализирует символ n + 2 и т. д. При этом каждый раз в квитанции инкрементируется код числа символов, которые следует принять, то есть — повышается ранг передаваемого знака: символ — слово — предложение.

Приём. Получатель 2 принимает случайные сообщения «отправителя» 3 и квитанции отправителя 1, демодулирует их, декодирует, а коды раздельно запоминает. Затем вступает в действие программа синхронизации — совмещения кодов символов и квитанций. Эта программа учитывает пространственную конфигурацию футуристической системы связи и, соответственно, расчитывает временные задержки, в окрестностях которых квитанции сдвигаются относительно символов. Признаком синхронизма является появление информации. После этого производится более точное совмещение — минимизация ошибок. Затем вступает в действие программа семантического исправления ошибок, после чего исходный и отредактированный листинги запоминаются и поступают на выход — к потребителю (адресату) информации.

Футуристическая система связи «паразитирует» на чужом информационном или случайном сигнале. В отличие от классической системы связи, где получатель всегда получает информации меньше (из-за нарастания энтропии), чем ему посылает отправитель, в футуристической — имеет место мультипликативный эффект взаимодействия случайных сообщений «отправителя» 3 с квитанциями. Образно говоря, получатель 2 по каждому знаку низкого ранга — квитанции отправителя 1 — получает от «отправителя» 3 знак высокого ранга — передаваемый символ, слово, предложение, — то есть информационно больше, чем ему послал отправитель 1. При этом пропускная способность канала квитанций оказывается меньше, чем канала связи классической системы, что, соответственно, снижает расход энергии на передачу.

Футуристическая система связи может найти применение не только в секретной, но и в дальней космической связи. По данным [1] « ... скорость передачи информации из района Марса может достигать 10 кбит/сек , Юпитера — 500 бит/сек , Плутона — 8 бит/сек и т. д., чем дальше, тем медленнее». Данная зависимость прекрасно демонстрирует, что существует какой-то предел удаления от Земли, за которым объём передаваемой информации снизится настолько, что передать содержательную информацию, даже использовав для этого всю энергию корабля, не удастся.
В настоящее время скорость передачи удалось значительно увеличить. Для этого систему связи космического зонда выполнили гибридной. Низкоскоростная система [1] обеспечивает высоконадёжную связь, основанную на использовании искусственного интеллекта и ненаправленного канала. В её задачу входит управление нацеливанием остронаправленной высокоскоростной системы. В качестве остронаправленной системы планируется использовать лазеры. Такое решение обеспечивает положительный эффект, однако зависимость [1] остаётся в силе.

Знание пространственной конфигурации футуристической системы связи, чётко привязанной к системе координат, позволяет в секретной связи прогнозировать нежелательных получателей, которые при этом попадают в пересечение случайных сообщений «отправителя» 3 и квитанций, а в дальней космической связи — точно ориентировать антенны для создания каналов связи.

На рис. 3 и рис. 4 — две наиболее ценные конфигурации для использования в дальней космической связи. Они, как и классическая система связи, представляют собой линию, вдоль которой распространяются сигналы. В качестве «отправителя» 3 следует использовать какой-либо источник электромагнитных излучений (радиогалактику, квазар и т. п.), имеющий достаточную информационную производительность и находящийся на одной линии с отправителем 1 и получателем 2, когда расстояние между отправителем 1 и получателем 2 много меньше расстояния до «отправителя» 3.

К сказанному необходимо добавить, что для передачи квитанций в условиях ограниченных энергетических возможностей автономного космического зонда выгодно использовать импульсную модуляцию. Во время паузы энергия будет концентрироваться в накопителе, а затем — использоваться для импульсного излучения квитанции.
В случае отсутствия подходящего «отправителя» 3, футуристическая система связи вырождается в классическую, где отправитель 1 вынужден будет всю информацию излучать энергией своего сигнала. Когда подходящий «отправитель» 3 имеется, то футуристическая система связи превосходит классическую по экологичности. По принципу футуристической (экологичной) системы связи может быть построена любая информационная система.: Футуристическая система связи, представленная выше, не является единственной, возможны более удивительные...

Литература
1. Голдстейн Б. С. Связь с космическим кораблём в районе планеты Марс: требования и ограничения. — Зарубежная радиоэлектроника, 1968, № 12, с. 13-28.