超短波無線通信保密技術(shù)應(yīng)用

田茂發(fā)

（貴州航天南海科技有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550009）

國內(nèi)社會信息技術(shù)快速發(fā)展，由此便讓超短波無線通信保密技術(shù)獲取了廣闊的發(fā)展空間?，F(xiàn)在的基本情況是，各行各業(yè)均對超短波無線通信保密技術(shù)的安全性、可靠性提出了更為嚴(yán)苛的要求，為此本文對超短波無線通信保密技術(shù)進行了分析，并以該系統(tǒng)中的跳頻保密技術(shù)作為主要研究目標(biāo)，從多個角度探討超短波無線通信保密技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容。

一、超短波無線通信保密技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

所謂超短波無線通信保密技術(shù)，指的就是借助不同頻率電磁波，通過地球電離層反射而進行信息傳播的一種方式。超短波無線通信系統(tǒng)涵蓋了載波終端機和發(fā)信機以及接收機等多個部分，它的原理就是通過使用發(fā)信機去調(diào)制載波信號，之后在此基礎(chǔ)上應(yīng)用變頻器，將其編程為射頻載波，而后傳送至功能放大器中，最終傳輸?shù)教炀€端口。由于超短波無線通信技術(shù)的運行頻率相對較高，將其應(yīng)用在多路通信中，優(yōu)勢甚是明顯，因此在航空航天領(lǐng)域得到了大幅度應(yīng)用。從超短波無線通信的概念中得知，地球電離層是實現(xiàn)超短波無線通信技術(shù)的關(guān)鍵點所在，但因為電離層中會反復(fù)出現(xiàn)多徑效應(yīng)，加之傳輸期間存在噪聲介質(zhì)，所以信息傳輸質(zhì)量備受影響。近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，超短波無線通信保密技術(shù)也得到了極大程度的優(yōu)化，使得信息傳輸質(zhì)量得到有效提升，上述問題也得到了很好的緩解。

在超短波無線通信結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，跳頻通信技術(shù)有其獨特優(yōu)勢，它的主要原理就是通過接收、發(fā)送雙方傳輸信號中的載波頻率，隨頻率的變化而變化，受隨機變化碼控制。跳頻通信保密技術(shù)自誕生以來就被大力應(yīng)用，這是由于該項技術(shù)在改善信息傳輸水平上有著得天獨厚的優(yōu)勢，并且其干擾和反干擾兩項功能相互制約、相互發(fā)展。盡管說跳頻技術(shù)優(yōu)勢盡顯，可以有效規(guī)避雙頻干擾問題和單頻干擾問題，但跟蹤式干擾的處理仍未做到盡善盡美。

需知，若想加強通信系統(tǒng)建設(shè)成效，那么期間必定會消耗大量的財力資源和人力資源以及物力資源，而無線通信屬于現(xiàn)在有線通信中的核心應(yīng)急模式，所以選擇跳頻通信保密技術(shù)無疑是不二之選。當(dāng)前時代是信息化時代，多樣化的信息均可實現(xiàn)快速傳播，這就代表著信息外泄的可能性增加，特別是一些航天航空部門，信息保密工作更顯重要，使用跳頻信息保密技術(shù)進行通信，不僅可以實現(xiàn)信息的快速傳遞，還能夠有效防止信息外泄和被篡改。

總的來說，現(xiàn)在的跳頻無線通信技術(shù)，在性能上和實用性上均有著其他技術(shù)不可匹敵的優(yōu)勢，未來，跳頻保密技術(shù)勢必會得到進一步完善與發(fā)展。

二、超短波無線電信干擾類型分析

無線電通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，使廣大人民群眾的生產(chǎn)生活變得愈加便利，突破了以往有線通信的局限性，因此加強無線電信技術(shù)應(yīng)用、促進信息傳播效率提升，是未來通信領(lǐng)域的主攻方向。超短波無線電通信是信息傳播的一種方式，在進行信息傳輸時會受到外界因素影響，進而干擾超短波無線通信，并會引發(fā)信息傳輸頻率遲緩和傳輸不穩(wěn)定等一系列情況。

第一，傳輸頻率的影響。無線電通信的普及度越來越高，無線電通信行業(yè)開始著手進行電子產(chǎn)品研發(fā)，并取得了很大進展。民眾使用超短波無線電通信時，關(guān)注的普遍都是其信息傳輸穩(wěn)定性。信息傳輸頻率很容易遭受外界干擾，不法分子按照無線通信穩(wěn)定頻率去制造信息干擾，之后截取信息，這對于國內(nèi)航天航空活動而言，會產(chǎn)生巨大風(fēng)險。超短波無線電通信有其固定頻率和傳輸規(guī)律，此類干擾源必定會削弱無線電通信的安全性。

第二，共道影響。超短波無線電信息傳播時，信息很容易遭受到共道的干擾，這種干擾主要是使用相同頻率去傳輸無線電信息，在移動通信領(lǐng)域，為了方便就會在一定范圍內(nèi)使用相同頻率去傳輸信息，但這存在著很大的信息外泄風(fēng)險。在共用同一頻率時，務(wù)必要處理的問題便是距離問題，還有就是要側(cè)重分析無線傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定性，同時也掌握共道干擾對頻率的利用率因素。

第三，互調(diào)影響。多個干擾信號共同作用于超短波無線電臺，那么此時信息傳輸必定會受到影響，多信號頻率組合極易接近無線電臺發(fā)出的頻率，在此期間，三階互調(diào)對無線電通信所造成的破壞程度最大。

三、跳頻通信保密技術(shù)的優(yōu)勢分析

（一）技術(shù)效果好

跳頻保密技術(shù)系統(tǒng)載波可以完成高效跳變，此類方式可以防止通信信息不被截留。即便是通信傳輸中信息數(shù)據(jù)被截留，跳頻頻點也可隨機偽裝，如此一來便會讓不法分子沒有辦法對之后的情況進行預(yù)測。此特點彰顯出了跳頻通信保密技術(shù)的優(yōu)勢，并在許多工作中發(fā)揮出了巨大作用，特別是在航天航空領(lǐng)域。

（二）抗衰落能力強

跳頻保密技術(shù)的抗衰落能力極強，若相鄰跳變的頻率差別較大，但最終構(gòu)成的頻率衰落屬于某一中窄帶情況，通常而言，兩個頻率之間彼此相差較大的話，一般都不會在同一時段衰落，當(dāng)頻率跳變到其他頻率時依然可以保障正常通信。

（三）抗干擾能力強

通過科學(xué)有效的應(yīng)用跳頻保密技術(shù)，可以達到抗頻帶阻塞干擾的目的，但此類模式的達成需要一定的條件支撐，譬如當(dāng)頻點較多時，要在指定區(qū)域范圍內(nèi)占據(jù)一定寬度時才能達到免疫干擾的效果。因此，跳頻通信技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)出了強力的抗干擾效果，但目前高斯白噪聲對跳頻系統(tǒng)的干擾仍沒有得到根治。

（四）抗多徑效果好

跳頻通信保密技術(shù)的抗多徑能力十分優(yōu)秀，主要是因為此項技術(shù)可以事先對接收機信號進行設(shè)計，此處所言信號即為反射波、直射波，兩條波長之間存在一定的時間差，當(dāng)其中一個信號到達接收機時，若接收機頻率完成了跳頻，那此時接收機便可防止后面信號的干擾，進而滿足了抗多徑之需求。

四、跳頻通信保密技術(shù)關(guān)鍵點探討

跳頻通信保密技術(shù)的關(guān)鍵點包括跳頻圖案技術(shù)和頻率合成器技術(shù)以及同步技術(shù)三大類：

第一，跳頻圖案技術(shù)。所謂跳頻圖案技術(shù)，指的就是處在序列控制作用下，對波頻率跳變進行下載的一種規(guī)律。跳頻序列是指對載波頻率跳變予以控制的一種地址碼序列。在設(shè)計跳頻圖案時，圖案要盡可能的簡單明了且要有一定的線性復(fù)雜度以及隨機性，這樣才能夠應(yīng)需而變。另外需要注意的一點是，旨在到最佳的處理效果，務(wù)必要保證每個圖案均可使用規(guī)定合集要求的頻隙。跳頻圖案的構(gòu)成要素中，偽隨機碼也是其中的一種，此類序列碼含有相關(guān)函數(shù)，而且會在一定周期內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)。

第二，頻率合成器技術(shù)。頻率合成器是跳頻無線通信保密技術(shù)中的一項重要技術(shù)，該設(shè)備和跳頻速率、跳變頻率等息息相關(guān)，這些參數(shù)會對跳頻保密技術(shù)的抗干擾性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。與一般的頻率合成器設(shè)備進行對比后不難發(fā)現(xiàn)，跳頻無線通信保密設(shè)備中的頻率合成器，其工作頻率快，并且方便操控，如上特性的存在使得跳頻無線通信設(shè)備的抗干擾能力得以增強，其跳頻數(shù)也會隨之增加，可以更好的提升文件信息保密質(zhì)量。跳頻保密技術(shù)應(yīng)用，對頻率合成器的要求十分嚴(yán)格，所以當(dāng)我們在選擇合成器時，要將頻率數(shù)大、鎖定時間短、轉(zhuǎn)換時間段的合成器視為首選，這樣才能達到降低輸出相位噪聲、增加跳變頻率點數(shù)的目的。

第三，同步技術(shù)。我們通常所說的同步技術(shù)，又被稱之為信息同步技術(shù)，此項技術(shù)的應(yīng)用目的主要是促進信息同步，不僅涵蓋了幀同步，還囊括了位置同步以及彼此之間的載波同步，同步技術(shù)的優(yōu)劣決定著保密效果好壞。跳頻無線保密技術(shù)應(yīng)用期間，要求雙方具備相同頻率變化規(guī)律，每一環(huán)的頻率跳換都要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?yīng)關(guān)系；同步創(chuàng)設(shè)期間，需要維持較快的頻率；同步技術(shù)的隱秘性和抗偵查效果要達標(biāo)，因為這決定了保密能力是否能夠達到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)；同步技術(shù)本身的抗干擾能力要達標(biāo)；同步技術(shù)應(yīng)用需要符合通信系統(tǒng)的組網(wǎng)要求，后續(xù)還要做到“二次同步”。

五、相關(guān)應(yīng)用案例介紹

（一）基本組成

文章提出了一種基于組合映射產(chǎn)生混沌序列的方式，將Tent 映射和Logistic 映射模式相融，以期提升超短波無線通信保密技術(shù)的應(yīng)用效果。此處利用MATLAB 軟件建立仿真機構(gòu)系統(tǒng)，此系統(tǒng)供囊括了數(shù)字信號產(chǎn)生、信道、信號檢測與觀測、頻率合成器、跳頻系統(tǒng)等幾項內(nèi)容。

首先，信號數(shù)字產(chǎn)生。需將信號頻率設(shè)置為1s，作用于信號的產(chǎn)生，在此之后進行信道傳輸與跳頻系統(tǒng)傳輸。

其次，跳頻系統(tǒng)與信道。使用2FSK 信號予以操作，主要囊括了混沌模塊和調(diào)解模塊以及調(diào)制模塊等幾大部分，此時信道以高斯白噪聲信道為主，混頻模塊主要使用點乘模塊。

再者，信號檢測、觀測。信號檢測、觀測的部分，主要涵蓋了示波器模塊和誤碼率模塊以及顯示模塊三大類，前者的主要作用在于觀察波形。

最后，頻率合成器。頻率的出現(xiàn)受不同輸入值影響，處在混沌序列中，通過選取多個信號便可形成2 倍的離散頻率，通過有效控制輸入值便可完成不同頻率載波的生產(chǎn)。

（二）細(xì)節(jié)操控

此次試驗操作，將仿真時間設(shè)定為20s，對所獲結(jié)果信息予以比對，比較序列跳頻、解跳后序列、恢復(fù)后序列這三項內(nèi)容，從中發(fā)現(xiàn)混沌序列的各類特征，得知其在實質(zhì)混沌序列轉(zhuǎn)化為數(shù)字序列期間會遭受一定阻礙。上述情況是可以改變的，可以通過選擇合適初始值的方式去處理。另外，旨在防止數(shù)字化操作后序列特性發(fā)生質(zhì)變，實踐環(huán)節(jié)要適當(dāng)?shù)母蓴_混沌序列，周期較長的序列也可通過此類方式去實現(xiàn)。

通過數(shù)次調(diào)查和研究得知，超短波無線通信保密系統(tǒng)的應(yīng)用，可以達到良好的通信狀態(tài)，并可以進行信號加密和信號解密，跳頻保密技術(shù)在超短波無線通信信息中的應(yīng)用價值毋庸置疑。和誤碼率為0 的試驗相結(jié)合，能夠直接的表現(xiàn)出基于組合混沌序列的超短波無線保密系統(tǒng)擁有著極強的通信水平。

結(jié)束語

總的來說，現(xiàn)在超短波無線通信技術(shù)的發(fā)展空間十分廣闊、發(fā)展?jié)摿薮?，在大眾日常生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用，并也受到了航空航天領(lǐng)域的重視。跳頻通信保密技術(shù)屬于超短波無線通信技術(shù)中的關(guān)鍵一環(huán)，通過合理使用該項技術(shù)便可實現(xiàn)信息的快速傳輸，其反截取信息能力極強，還能防止信息外泄，在此期間通訊質(zhì)量會得到良好保障。所以航空航天事業(yè)的發(fā)展中，一定要大力應(yīng)用超短波無線通信保密技術(shù)，如此才能為軍用航空、民用航空領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。