关于超短波无线通信保密技术研究

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月8期   作者:马列红
[导读] 现代信息技术的多元化发展,使得超短波无线通信安全技术应用于国内各个领域。
        摘要:现代信息技术的多元化发展,使得超短波无线通信安全技术应用于国内各个领域。超短波无线通信通常以30~300MHz的电磁波为介质,执行通信传输命令。跳频保密技术在超短波无线通信系统建设过程中的应用起着至关重要的作用。但是从目前的实际情况来看,地球电离层还存在着衰落等多种情况,这对信息的传递产生了严重的影响,甚至会破坏通信中的信息,对整个系统造成损害。造成了很大的影响。然在当前快速科技进步的时代,人们已经找到了一种合理的解决问题的办法的地球电离层干扰,使超短波无线通信技术,无论质量和传输效率,大大提高。因此,在研究超短波无线通信的保密技术时,应重点研究跳频保密技术的应用。
关键词:无线通信;保密技术;跳频通信
1、超短波无线通信技术概述
        超短波是一种通信方法,在通信领域有着良好的应用效果。当无线通信系统在应用过程中遇到山区或高层建筑时,另外,通信系统还需要联网,可以利用超短波链路进行组网,因此超短波通信技术在此时起到了重要的作用。对于通信困难的地区,特别是高山峡谷地区,建立通信联系比较困难,有必要采取相应的方法和措施来解决。
2、超短波通信中的跳频通信保密技术分析
        根据相关理论,跳频保密技术主要由频率合成器和伪随机码发生器组成,能够为超短波无线通信应用提供强大的抗外来波能力。在某些应用程序的情况下,可以看出,跳频条件下的安全技术、超短波无线通信显示高保密性的特点,抗干扰能力,抗多径能力,和防能力强,可有效避免过去的影响短波宽带干扰等干扰因素威胁等因素干扰和跟踪干扰有利于通信稳定。同时,对于某些截取信息内容的手段,超短波无线通信的载体会发生跳变,因此截取手段难以奏效,有利于信息安全。另外,跳频保密技术有三个关键技术:跳频模式、频率合成器和同步技术,下面将对这三个关键技术进行分析。
        2.1、跳频图案
        跳频模式是跳频保密技术的核心技术,它可以自动生成无序跳频序列,和控制下载波频率超短波通信过程中根据序列,以便其跳跃变得不规则,和相应的实现信息机密性。在实际应用中,首先要从跳频模式的技术方面进行设计工作。设计应围绕线性复杂度和强随机性的特点展开。其次,虽然必须保证复杂性和随机性,但是必须使用所有的模式。频率槽的权威性会造成操作上的障碍,最终需要伪随机码设计。伪随机码本身是一个函数,通常是一个二值自相关函数,具有循环中出现0和1的次数近似相等的特性。
        2.2、信息同步技术
        超短波无线调频通信技术一直与传统短波通信系统相同。在实际应用中,需要实现比特同步、载波同步和帧同步。调频通信系统的同步技术主要要求在频率的传输和接收以及对应跳频的频率上保持一致的变化规律。的同步技术,调频无线通信系统还需要做的是对于接收到的信号,实际接收信号和载波频率需要正确检测到,和原来的调频发射机的模式应该获得与接收机频率调制图保持一致,以便信息的解调处理可以满足;同步技术的速率也需要保持足够快,同步能力需要达到一定的强度。
        2.3、频合器技术
        跳频保密技术作为跳频保密技术的核心,其所涉及的跳频频率和跳频频率的总和直接影响着跳频保密技术的抗干扰能力。与普通频率合成器相比,跳频的频率合成器应用安全技术特点,跳跃频率控制的足够快,跳频序列,使频率合成器能够更好地处理转发外部干涉和跳频的处理效率安全技术可以显著提高跳频数量的增加。值得注意的是跳频保密技术对频率合成器有严格的要求。因此,需要保证频率合成器可用的频率数N足够大,频率锁频时间小,频率转换时间短,跳频模式转换速度快。
3、跳频通信保密技术的应用优势
        3.1、保密性强
        在跳频通信安全技术的应用中,最明显的优点就是安全性强。在跳频系统中,载波的快速跳频使得信息的截获极为困难。如果发生截获事件,截获的载波频率的一部分具有跳频模式的伪随机性,无法预测跳频系统的跳频序列,自然无法破解载波中的信息。

由于这一特点,跳频通信技术的保密性空前的强,在许多需要保密技术的工作中都取得了良好的性能。特别是在军事领域,取得了良好的效果。由于跳频通信的保密性极强,在实际应用中,保密性强也是跳频通信安全技术的主要应用优势,在各个领域都得到了广泛的好评。
        3.2、抗衰落能力强
        跳频通信安全技术的抗衰落能力也是其优势之一。它的性能主要是通过跳频间隔大于衰落信道的带宽和每一跳的驻留时间来实现的。虽然这种驻留时间很短,但对于跳频通信技术来说已经足够了。这一原理主要是由于相邻跳频之间存在较大的频差,从而产生窄带现象。频率差较大的频率同时衰落的概率较低,因此当频率跳变到其他频率时可以保持。通信正常,抗衰落能力强。
        3.3、抗干扰能力强
        在跳频通信安全技术中,抗干扰所需要的跳频点个数必须足够多,跳频范围必须足够宽。为了使跳频通信能够抵抗跟踪干扰,跳频速率需要足够快才能完成。这些技术可以在超短波无线通信安全技术中实现,充分发挥其抗干扰能力。因此,跳频通信安全技术在应用中具有很强的抗干扰能力,这也成为跳频通信技术的重要应用优势之一。但值得注意的是,目前的高斯白噪声对跳频通信系统仍有较大的干扰和影响。
4、超短波无线通信保密技术仿真分析——以跳频保密技术为例
        在进行仿真分析的过程中,在具体安全技术的编码选择中,采用混合混沌序列的形式进行加密。利用Matlab对超短波无线通信系统进行相应的仿真分析,首先需要实现模型框图的建立和完善。由混沌扩展序列形成的伪随机序列符号具有时间长、复杂度高的特点,在超短波无线通信系统的应用中具有可靠性高、稳定性强的优点。
        基于仿真的具体分析,通过其实际参数的合理分析,在调频保密系统的序列发生器一般要求在3ms的间隔下进行一次跳变。在具体的操作中,对于转换器之中的数据,利用二进制的序列处理,分别划分为双极性序列a和b,每一对ab就是双比特码元。取为差分编码器功能,主要是将原本的特码ab调整为特数cd,并且基于cd满足QPSK信号的形成,而通过ab则可以满足QDPSK信号的形成。
        首先借助Matlab仿真软件,在组合混沌序列基础上进行超短波无线通信保密系统信道建模,该模型由数字信号产生、跳频系统和信道、频率合成器、信号检测组成,可以实现信号输入传出、多径信道、噪声、人为干扰等功能,满足测试要求。其次对模型各部分参数进行分析,内容见下文。(1)数字信号产生,采用信源信号模块作为该部分技术,将其信号初始频率设置为1s,在信号传输、跳频传输的基础上,可以对信号进行跳频控制。(2)跳频系统和信道,主要采用传输延迟模块、混沌模块、调解模块、2FSK调制模块、低通滤波器模块来进行构建,可以产生2FSK信号,同时为了实现噪声传输,采用了高斯白噪声信道来实现应用。(3)频率合成器,采用常规频率合成器参数,其可以在不同输入值条件下产生不同频率的载波,实现跳频控制基础,并且在混沌序列条件下,实现了离散频率合成,这是其载波生成原理。
        总而言之,超短波无线通信保密技术,因其强大的保密性、抗衰落性、抗干扰性优势,目前被广泛应用在人们的生活和工作当中,尤其是在军事领域以及航空航天领域,超短波无线通信保密技术更是发挥着重要优势。跳频通信保密技术在通信过程当中发挥着度传输信息和数据的优秀保密作用,不仅维护着通信系统的安全,也为反截取信息的工作提供了有效的防护措施。未来超短波无线通信保密技术在多领域的应用将更加广泛,其关键性技术,也将更好的服务于信息传输的保密工作。
参考文献:
[1]于文韬.关于超短波无线通信保密技术研究[J].数字通信世界,2018(04):119.
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[4]张天舒.超短波无线通信保密技术研究[D].长春理工大学,2009.
[5].SHM03型模数模超短波无线通信保密机研制成功[J].中国安防产品信息,1998(01):29.
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