Лекции СОИБвСПД. Конспект лекций для студентов специальности 5В071900 Радиотехника, электроника и телекоммуникаци и Астана 2012
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
Кодирование в помехозащищенных системах передачи информации Для сохранения достоверности передачи информации в условиях действия помех применяют специальные меры, уменьшающие вероятность появления ошибок. Одной из таких мер является применение помехоустойчивого кодирования. Кодирование даёт возможность увеличивать помехоустойчивость передачи информации в обмен на увеличение избыточности и соответственно снижение скорости передачи сообщений. Но избыточность при кодировании может вводиться и использоваться по-разному. Во-первых, за счёт избыточности можно создавать коды, способные при приёме и декодировании обнаруживать и исправлять (корректировать) ошибки, обусловленные действием помех. Это корректирующие коды. Во-вторых, избыточные символы могут использоваться для создания сигналов, максимально отличающихся друг от друга. Такие сигналы предназначаются для приема «в целом». В более сложных случаях информационную избыточность дополняют аппаратурной избыточностью, организуя передачу информации с обратной связью от получателя сообщений к их источнику. При использовании помехоустойчивых кодов избыточность связана с усложнением структуры кодированных сообщений, которое в конечном счете эквивалентно расширению спектра сигнала или увеличению времени передачи сообщения. При использовании сложных сигналов, предназначенных для приема «в целом», база увеличивается также за счет расширения спектра. Кроме того, повышение помехозащищенности всегда связано с некоторым усложнением систем передачи информации, т. е. с увеличением аппаратурной избыточности. Помеховая обстановка в среде, где работают системы, может меняться. Соответственно могут меняться и требования к помехозащите: при меньшей интенсивности помех можно обойтись меньшей избыточностью и соответственно обеспечить более высокую скорость передачи информации. Но для такой адаптации скорости передачи информации к изменяющимся помеховым условиям необходимо иметь обратный канал передачи данных от приемника к передатчику. Системы, использующие такой канал, называются системами передачи информации с обратной связью. Обычно используют три основных варианта осуществления обратной связи по передаваемой информации. При первом способе сообщение, принятое и запомненное получателем, ретранслируется источнику информации по обратному каналу. Переданное и ретранслированное сообщения сравниваются. Если ошибки при передаче не случилось, переданное сообщение совпадает с принятым по обратному каналу, передатчик формирует сигнал подтверждения правильности полученных данных. В случае несоответствия сообщения, принятого по каналу обратной связи, тому, которое ранее было передано по прямому каналу, передатчик фиксирует ошибку и формирует специальный сигнал стирания данных в памяти приемного устройства. После стирания передача сообщения повторяется вновь. И так до тех пор, пока не будет зафиксирован факт неискаженной передачи. Поскольку вся передаваемая информация ретранслируется по обратному каналу, подобная обратная связь называется информационной. Функциональная схема радиосистемы передачи извещений (РСПИ) с информационной обратной связью приведена на рисунке 5.2. Очевидно, что чем больше интенсивность помех в прямом и обратном каналах на рисунке 5.2 и соответственно вероятность ошибки при передаче, тем больше следует ожидать повторных передач и тем больше информационная избыточность. Второй способ использования обратного канала — организация решающей обратной связи. В радиосистемах с решающей обратной связью проверка правильности приема сообщения и принятие решения о необходимости повторной передачи производятся на приемной стороне аппаратурой получателя информации. Функциональная схема такой радиосистемы приведена на рисунке 5.3. Рисунок 5.2- РСПИ с информационной обратной связью Рисунок 5.3- РСПИ с решающей обратной связью Анализ принятой кодовой комбинации выполняется декодирующим устройством приемника. Естественно, что для реализации этой возможности применяется корректирующий код. В случае обнаружения ошибки принятое сообщение считается искаженным и по обратному каналу передается запрос на повторную передачу. Если декодер не обнаруживает ошибок в принятой кодовой комбинации, по обратному каналу передается подтверждение правильности приема (квитанция). Получив квитанцию, удостоверяющую правильность приема, источник сообщений передает следующий блок информации. В противном случае он повторяет передачу предыдущего искаженного блока. Таким образом, решение о правильности принятого сообщения выносится в точке приема (отсюда название «решающая обратная связь»). Иное название систем с решающей обратной связью — системы с переспросом. Очевидно, что при использовании решающей обратной связи по обратному каналу передается всего одна двоичная единица информации на каждый информационный блок в прямом канале. Третий метод использует одновременно принципы как информационной, так и решающей обратной связи. Это комбинированная корректирующая обратная связь в системах передачи информации. Например, при решении об ошибке передачи сообщения по обратному каналу посылается квитанция-подтверждение, как при решающей обратной связи. Если приемник выносит решение о правильном приеме, по обратному каналу ретранслируется все принятое сообщение. При этом появляется возможность для устранения трансформации на приеме одной разрешенной кодовой комбинации в другую разрешенную, но, тем не менее, отличающуюся от переданной. Лекция 6. Обеспечение электромагнитной совместимости радиоэлектронных систем Одна из самых острых в радиоэлектронной защите проблема обеспечения ЭМС РЭС обусловлена тем очевидным обстоятельством, что миллиарды экземпляров самых разнотипных радиоэлектронных средств работают в ограниченном природой спектре радиочастот. В соответствии с рекомендациями Международного союза электросвязи (МСЭ), спектр электромагнитных колебаний, частоты которых лежат в пределах от 0,03 Гц до 3000 ГГц, условно разбит на диапазоны частот. Каждый диапазон имеет свою полосу частот и номер (от - 1 до 15). Одной из особенностей радиочастотного спектра является его «нерасходуемость» при использовании, т.е. участок радиочастотного спектра (РЧС), который при работе занимает некоторая радиосеть или отдельное радиоэлектронное средство, может быть использован другой сетью или РЭС, расположенными в том же месте, когда первые прекращают работу. На условиях необходимого территориального разноса возможна работа на той же частоте по принципу «совместного использования частот». Данное использование частот возможно в том случае, если уровень непреднамеренных взаимных помех не приводит к недопустимому снижению качества работы РЭС. Возможность многократного использования радиочастот зависит от условий распространения радиоволн в том или ином диапазоне частот, технических характеристик приемопередающих и антенных устройств, используемых типов сигналов, видов модуляции и т.д. В рамках радиослужб в последнее время все больше выделяются отдельные «применения». Так, например, в рамках сухопутной подвижной службы выделяются такие применения, как сотовая, пейджинговая, транкинговая радиосвязь, бесшнуровая телефонная связь и т.д. В соответствие с Регламентом радиосвязи, при рассмотрении вопросов использования частот употребляют следующие термины: - распределение (полосы частот), когда речь идет о радиослужбах; - выделение (радиочастоты или радиочастотного канала), при предоставлении частоты или частотного канала зонам или странам; - присвоение (радиочастоты или радиочастотного канала), когда разрешение на использование частоты или радиочастотного канала получает радиостанция (радиосеть). Эффективное использование РЧС невозможно без хорошо отлаженной системы управления, которое должно обеспечивать надлежащее частотно-территориальное планирование и присвоение частот на основе обеспечения электромагнитной совместимости РЭС (см. рисунок 6.1). Совокупность электромагнитных явлений, процессов в заданной области пространства, частотном и временном диапазонах, называется электромагнитной обстановкой (ЭМО). Электромагнитная обстановка, отражающая работу радиоэлектронных систем и средств - объектов и целей разведки и радиоэлектронной борьбы, в свою очередь, называется радиоэлектронной обстановкой (как элемент оперативной обстановки). Учет ЭМО, создаваемый совокупностью излучений РЭС, индустриальных и естественных помех, - необходимый элемент процедуры управления использованием спектра. Эксплуатируемые РЭС очень неравномерно распределены по спектру частот и по поверхности Земного шара. На загруженность разных участков диапазона радиочастот решающее влияние оказывают два фактора. Первый - техническое освоение того или иного участка РЧС. Второй - особенности распространения радиоволн в разных участках РЧС, которые не совместимы с границами государств и носят международный характер. Рисунок 6.1- Основные элементы управления использования РЧС Наиболее загружены сегодня метровый, дециметровый, сантиметровый, и, частично, гектометровый участки РЧС. Что касается неравномерности пространственного распределения РЭС, то нужно учитывать, что сегодня существуют многие тысячи «сгустков» (группировок) РЭС вокруг крупных административно - промышленных центров. В каждой такой группировке на ограниченной площади используются десятки и сотни тысяч экземпляров разнообразных РЭС. В таких группировках и «сгустках», когда расстояния между РЭС меньше линейных размеров зоны, так называемой, энергетической доступности, РЭС создают друг другу помехи, которые называют непреднамеренными (НПП). Воздействие НПП на РЭС интерпретировано как их электромагнитная несовместимость, а меры исключения появления непреднамеренных помех или ослабления их влияния на эффективность работы РЭС определены как обеспечение электромагнитной совместимости РЭС. Способы обеспечения ЭМС РЭС разделяются на 4 группы: - международное и внутригосударственное распределение участков диапазонов РЧС между классами РЭС и службами; - выделение частот для проектируемых новых образцов РЭС; - совершенствование устройства и функционирования РЭС при их проектировании с целью исключения или ослабления влияния НПП; - обеспечение ЭМС РЭС в группировках и на носителях (суда, самолеты, единицы боевой техники), в пределах охраняемых объектов, узлов связи, центров «Р», комплексного технического (радио и радиотехнического) контроля, в том числе в боевых действиях. Что касается первой группы обеспечения ЭМС РЭС, то эти способы на межгосударственном уровне решает МСЭ, который распределяет и периодически контролирует распределение полос между районами земного шара с указанием границ между ними. Всего таких районов три. На международном уровне производится распределение полос частот между службами, каждая из которых использует свой класс РЭС (радиовещание, телевизионные передатчики и ретрансляторы, радионавигация, радиолокация, сухопутная связь и т.п.). При этом некоторые частоты и полосы частот (для передачи сигналов бедствия, единого времени и др.) являются общими для всех стран и запрещены для иных целей. Аналогичная по целям и содержанию регламентация использования полос частот различными службами, классами и типами РЭС выполняется в масштабах каждого государства. Такая регламентация производится централизованно и децентрализованно. Централизованно назначаются частоты и полосы частот для работы наиболее мощных и важных РЭС (правительственная связь, широковещательные станции, передающие телецентры и т.п.). Рабочие частоты, назначенные централизованно, запрещаются для использования другими РЭС в пределах территорий, где возможны непреднамеренные помехи таким важным РЭС. Децентрализованно распределяются министерствами и администрациями регионов частоты для маломощных РЭС массового применения. Защита РЭС от поражения самонаводящимся оружием и мощными излучениями Радиоэлектронные средства, как объекты поражения самонаводящимся оружием, должны защищаться от этого воздействия по двум главным взаимосвязанным направлениям: - снижение заметности (контрастности) РЭС; - препятствование использованию излучений РЭС для наведения на него специализированного оружия. Взаимосвязанность этих направлений определяется тем, что для обнаружения, идентификации и определения координат РЭС применяются средства активной и пассивной радио и оптической локации (включая инфракрасный и ультрафиолетовый участки спектра), акустики, магнитометрии и т.п. Комплексирование различных средств позволяет определять точно координаты РЭС даже при отсутствии их функциональных излучений. Данные способы защиты характерны прежде всего для средств радиолокации и в области радиосвязи еще не получили должного распространения. Проблемы защиты от мощных электромагнитных излучений возникают тогда, когда мощность таких излучений достаточна для физического повреждения («выжигания») входных элементов приемников РЭС, антенных усилителей активных антенн РЭС. Одним из направлений поиска методов и устройств защиты состоит в разработке приемов и устройств блокирования («запирания») усилителей активных антенн и приемников СРС в первые же мгновения появления таких излучений. Учитывая, что, пока спектр частот таких излучений не может быть равномерным в широком диапазоне частот, вторым направлением поиска представляется создание устройств приема и спектрального анализа мощных излучений с целью перевода СРС на те частоты, на которых мощность таких излучений недостаточна для физического поражения входных устройств системы радиосвязи. Лекция 7. Разведка за счет образования технических каналов утечки информации Развитие радиоэлектронной разведки позволило установить, что помимо возможности прямого перехвата информации, циркулирующей в каналах радио, радиорелейной связи, радионавигации, локации, радиотелеуправления, существует возможность получения информации по каналам, образуемым в ходе работы технических средств за счет побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН). ПЭМИН сопутствуют работе и физическим процессам, происходящим как в основных разведываемых технических радиоэлектронных средствах и системах, так и в различных вспомогательных технических системах, проводных, кабельных линиях связи, металлоконструкциях и других сооружениях. Кроме того, образование информативных побочных эффектов возможно за счет подачи на разведываемое средство специального разведывательного высокочастотного (ВЧ) или низкочастотного (НЧ) сигнала, модулируемого полезным информативным сигналом, с последующим приемом и дешифровкой (выделением) полезного сигнала. Зачастую подаваемый специальный разведывательный сигнал провоцирует самовозбуждение генераторов, гетеродинов, усилителей, входящих в состав технических средств. Такие способы добывания информации в радиоэлектронной разведке классифицируются как способы разведки по техническим каналам утечки информации (ТКУИ). Методы добывания информации по техническим каналам, как правило, используются агентурной разведкой, спецслужбами, ведущими оперативно-розыскную деятельность, коммерческой разведкой, а также группами организованной преступности, злоумышленниками. Классификационная схема основных (наиболее распространенных) технических каналов утечки информации приведена на рисунке 7.1. Данные технические каналы утечки информации сгруппированы по двум методам ведения разведки (за счет пассивного перехвата и за счет активного перехвата) и отличаются друг от друга технической реализацией задач разведки. Первая группа каналов утечки информации основана на использовании эффектов рассеяния работающих технических средств, микрофонного эффекта (за счет электроакустических преобразований), а также прямой регистрации информационных сигналов путем использования технической аппаратуры приема. Вторая группа каналов предусматривает применение технических приемо-передающих устройств (эффект «ВЧ, НЧ- навязывания», подача лазерного луча, использование радиозакладных устройств и т.п.). Для добывания информации, обрабатываемой, передаваемой и т.п. с помощью технических средств, могут использоваться и специальные технические устройства активного перехвата, которые в отличие от средств пассивного перехвата сами создают воздействующие на разведываемое техническое средство (систему) электромагнитные разведывательные сигналы (еще называемые, в зависимости от принципа воздействия, - провоцирующими). На них, в свою очередь, воздействуют сигналы, циркулирующие в информационных цепях технических средств, или побочные информативные сигналы, возникающие при функционировании этих средств. Образующийся в результате более сложный информативный сигнал («опасный» сигнал) фиксируется, и по нему восстанавливается информация, переносчиком которой он является.
Рисунок 7.1- Классификация технических каналов утечки информации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||