ВВЕДЕНИЕ 3
1 Структура системы цифровой связи на базе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением и квадратурной модуляцией 6
2 Сигнально-кодовая конструкция (СКК) 14
3 Понятия помехозащищенности и скрытности, виды скрытности 16
4 Дополнительный потенциал структурной скрытности OFDM сигналов 21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25
СПИСОК СОКРАЩЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 26
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27
В современном мире информация является одним из основных ресурсов деятельности человека, но помимо обработки и анализа информации ключевой задачей является ее передача от одного лица к другому. При передачи информации необходимо выделить несколько важных аспектов, влияющих на качество передачи: скорость, конфиденциальность и объем.
Для решения этих ключевых вопросов и упрощения жизни человека разрабатываются новые алгоритмы для передачи, для увеличения ее скорости. Новые алгоритмы позволяют сохранить качество передаваемой информации и уменьшить воздействия на него шума.
Важной задачей является защита информации при передачи от искажений, как от естественных шумов, накладываемые в процессе передачи, так и от преднамеренного вмешательства с целью модификации передаваемых данных. Понятие состояния защищённости информации в соответствии с ГОСТ Р 50922-2006 «Защита информации. Основные термины и определения» определяется как «состояние защищенности информации, при котором обеспечены ее конфиденциальность, доступность и целостность» [1]. Опираясь на данное определение термина защищенности информации и следует выстраивать тактику сокрытия от лиц, для которых передаваемая информация не предназначается, а также тактику предотвращения несанкционированной модификации защищенной информации.
В связи с развитием цифровых технологий, информация в информационных системах представляется в цифровом виде. В общем случае защита информации делится на 4 вида: правовая, техническая, криптографическая и физическая [1]. В рамках курсовой работы будет рассмотрен только один вид – технической защиты информации.
Данный вид защиты может обеспечиваться различными способами, например, кодированием информации в цифровом виде, этот метод применим в случае хранения информации, где кодирование – это процесс преобразования информации из любого её вида в символьный вид, в случае выбора в качестве символов нулей и единиц – преобразование в двоичный код. В случае передачи информации, помимо кодирования, есть дополнительная возможность для защиты, которая обеспечивается неизвестным для криптоаналитика способом нанесения информации на носитель информации. При передаче по проводам, носителем является ток или напряжение, а при передаче информации с помощью радиосигналов или оптических сигналов, носителем является электромагнитное поле.
Немалое количество исследований посвящено защите информации, представленной в символьном виде, т.е кодированию информации. Защите информации, представленной в аналоговой форме уделяется гораздо меньше внимания. В аналоговой форме представлена информация, нанесенная на носитель, предназначенный для передачи по проводам или в радиоканале. В силу меньшой разработанности темы защиты информации, представленной в аналоговом виде, в качестве предметной области для курсовой работы выбрана область защиты информации аналоговыми средствами.
Параметром, характеризующим защищенность информации, представленной в аналоговом виде, является скрытность информации. Скрытность - это способность радиоэлектронной системы противостоять раскрытию разведкой противника содержания передаваемой информации. Скрытность бывает энергетическая, пространственная, временная, структурная, информационную.
К энергетической скрытности относится способность сохранять факт передачи информации в тайне или невозможность обнаружения факта работы канала связи. Пространственная скрытность характеризуется точностью определение направления прихода сигналов, иначе говоря данными о местоположении. К временной скрытности относится затруднение разведки рабочих параметров сигналов с помощью сокращения времени их излучения вплоть до режима молчания. Структурная скрытность направлена на защиту от радиотехнической разведки с целью раскрытия структуры сигнала. Способ формирования передаваемого аналогового сигнала влияет именно на структурную составляющую скрытности сигнала.
Поэтому в качестве объекта исследования курсовой работы была выбрана структурная скрытность сигнальной конструкции OFDM слова.
Целью работы является анализ потенциальной структурной скрытности сигнальной конструкции в системах связи на базе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением и квадратурной модуляцией.
Для достижения цели решались следующие задачи:
• продемонстрировать структуру системы цифровой связи на базе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением и квадратурной модуляцией. (OFDM QAM);
• проанализировать сигнально-кодовую конструкцию, проанализировать составные части сигнально-кодовой конструкции;
• исследовать помехозащищенность, рассмотреть виды скрытности. Выделить вид скрытности который обеспечивается структурой сигнально-кодовой конструкции;
• провести анализ структурной скрытности OFDM систем связи сравнить степень разработанности темы на основе научных статей с точки зрения оценки структурной скрытности параметров OFDM-сигнала;
• исследовать дополнительный потенциал структурной скрытности OFDM.
В ходе курсовой работы были выполнены следующие задачи:
1) представлена структура системы цифровой связи на базе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением и квадратурной модуляцией;
2) дан анализ сигнально-кодовой конструкция и ее составных частей;
3) проведен анализ разработанности темы на основе научных публикаций, проанализированы параметры сигнальной-конструкции, влияющие на структурную скрытность OFDM систем связи;
4) выявлена возможность повышения структурной скрытности за счет псевдослучайного выбора комбинаций размещения символов алфавита сообщения по позициям амплитуды поднесущих из M вариантов для каждой из N поднесущих OFDM слова;
5) Произведена оценка вклада в структурную скрытность за счет дополнительного потенциала, выявлено существенное увеличение потенциальной структурной скрытности при учете дополнительного потенциала.
1. ГОСТ Р. 50922-2006 «Защита информации. Основные термины и определения» [Текст] (утв. и введен в действие Приказом Ростехрегулирования от 27.12.2006 N 373-ст)
2. Мелихов С. В. Методы манипуляции цифровой радиосвязи: Учебное пособие для лекционных и практических занятий, курсового проектирования, самостоятельной работы студентов радиотехнических специальностей //Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники. – 2017. - стр 47
3. Мелихов С. В. ТЕХНОЛОГИЯ OFDM: Учебно-методическое пособие для лекционных и практических занятий, курсового проектирования, самостоятельной работы студентов радиотехнических специальностей //Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники. – 2019.
4. Всё об OFDM модуляции – просто о сложном. [Электронный ресурс]. – 2022. Режим доступа https://zvondozvon.ru/radiosvyaz/ofdm, свободный. Загл. С экрана – Яз. рус.
5. Теория электрической связи: учебное пособие / К.К. Васильев, В.А. Глушков, А.В. Дормидонтов, А.Г. Нестеренко; под общ. ред. К.К. Васильева. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 452 с.
6. Ле Ван Ки. Повышение эффективности систем цифрового вещания при OFDM-модуляции радиосигнала: дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук: 05.12.04. –Московский физико-технический институт (университет), Москва, 2018 – 133 с.
7. Теория электрической связи: учебник для вузов / А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, В.И. Коржик, М.В. Назаров; Под ред. Д.Д. Кловского. – М.: Радио и связь, 1999г.-432с. с.416
8. Банкет В.Л. Сигнально-кодовые конструкции в телекоммуникационных системах. – Одесса: Фенікс, 2009. – 180 с
9. Зяблов В.В. и др. Высокоскоростная передача сообщений в реальных каналах/В.В. Зяблов, Д.Л. Коробков, С.Л. Портной. – М.: Радио и связь, 1991. – 288 с.
10. Кандауров Н.А. Сигнально-кодовые конструкции для низкоэнергетических широкополосных радиолиний декаметрового диапазона. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2019. 147 с.
11. Ясько С.А. Методы передачи информации в информационных системах. Учебное пособие по дисциплине «Информационно-управляющие технологии в технике связи» - СПб.: РГГМУ, 2007
12. Жук А. П. и др. Оценка структурной скрытности сигналов в системе передачи информации с ортогональными последовательностями //Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2007. – Т. 76. – №. 1. – С. 167-171.
13. Жук А. П., Орёл Д. В. Разработка методики повышения структурной скрытности сигналов спутниковых радионавигационных систем //Наука. Инновации. Технологии. – 2010. – №. 70. – С. 44-52.
14. Бабинцев Е. С., Лянгузов К. А. Структурная скрытность сложного сигнала с ППРЧ //Вестник Ижевского государственного технического университета. – 2007. – №. 3. – С. 57-58
15. Ганшин Д. Г. и др. Анализ структурной скрытности многочастотных сигналов широкополосных систем связи //Радиотехника. – 2016. – №. 184. – С. 127-134.
16. Куртова, Л.Н. Основы комбинаторики и теории чисел: Учебное пособие / Л.Н. Куртова.– Белгород: Изд-во НИУ «БелГУ», 2018. с. 50.