А.И. Куприянов - Основы защиты информации (1022813), страница 41
Текст из файла (страница 41)
По тем же причинам маловероятно непреднамеренное нс гативное воздействие систем СВМА на работу различного рол,~ электронных устройств. В системе не выделяется заранее определенный частотньш (временной) ресурс для организации канала связи между базо вой и абонентской станциями, поэтому такая система обладас ~ свойствами эластичности, т.е. возможностью динамического пс рераспределения ресурсов, что является более простой задачсо по сравнению с динамическим перераспределением частотны ~ каналов.
Для систем с СВМА характерна повышенная конфиденциаль ность обмена сообщениями, поскольку каждому абоненту при сваивается свой широкополосный сигнал, имеющий индивиду альную и достаточно сложную структуру. Современные системы с СВМА используют прямое расширс ние спектра частот на основе применение 64 видов последова тельностей„сформированных по закону функций Уолша. Затем этот сигнал модулирует несущую. Спектр выходного сигнала рас ширяется псевдошумовой последовательностью.
В приемнике происходит сворачивание спектра на коррелято ре, согласованном с расширяющей спектр псевдошумовой послс довательностью. На практике в приемнике мобильной станции имеются несколько корреляторов для приема сигналов с разным временем распространения и одновременной работы с несколь . кими базовыми станциями.
Стандарт радиоинтерфейса 1Б-95 СВМА обеспечивает высо кую степень защиты передаваемых сообщений и данных об або нентах. Прежде всего он имеет более сложную структуру, чем у стандарта ОБМ и обеспечивает передачу сообщений кадрами с использованием канального кодирования и перемежения с последующим расширением передаваемых сигналов с помощью со ставных широкополосных сигналов, сформированных на основе 64 видов последовательностей Уолша и псевдослучайными последовательностями с числом элементов (2'5- 1) и (242- 1).
Безопасность связи обеспечивается также применением про цедур аутентификации и шифрования сообщений. В подвижной станции хранится один ключ А и один набор об щих секретных данных, которые используются при работе как л режиме с частотным разделением каналов, так и в режиме СВМА Подвижная станция может передавать электронную цифровую подпись для аутентификации, состоящую из 18 бит. Эта информа ция передается в начале сообщения (в ответе подвижной станции на запрос сети при поиске станции), добавляется к регистраци онному сообщению или пакету данных, передаваемых по каналу доступа.
Предусматривается возможность обновления общих сек ретных данных в подвижной станции. 194 Шифрование сообщений, передаваемых по каналу связи, осу'ествляется также с использованием процедур стандарта 1$-54В, В стандарте 18-95 СВМА используется режим «частный харак' р связи», который обеспечивается наложением на сигнал сек'етной маски в виде длинного кода (гаммирование). 6.4.
Методы представления речевого сигнала Для повышения качества передачи речевых сообщений по сем связи и обеспечения информационной безопасности функонирования таких сетей применяются методы преобразования чи. Наиболее простыми являются методы прямого цифрового преразования речевых сигналов, при которых каждый отсчет рече' го сигнала формируется и преобразуется независимо от других. : оэтому такие способы кодирования иногда называются скалярыми. К ним можно, в частности, отнести хорошо известные имно-кодовую модуляцию (ИКМ) или дельта-модуляцию (ДМ), также их многочисленные разновидности. Другими более сложными и эффективными являются способы .
редставления речевых сигналов, при которых результирующие фровые значения представлений вычисляются как функции от 'ескольких значений временной функции или, более точно, яв. яются функционалами от временных функций, взятых на неко' ром участке анализа. Такие способы кодирования иногда наываются векторными. К векторным относятся способы представ- ения, использующие кратковременные амплитудные спектры, астотные (или полосовые) параметры речевых сигналов, коэфициенты линейного предсказания и некоторые другие. Полное количество информации, содержащейся в непрерывом речевом сигнале, определяется его длительностью, шириной : пектра и динамическим диапазоном.
Естественно, не вся инфорация, заключенная в сигнале, полезна. Например, информация, юченная в фазе речевого сигнала, не содержит сведений о вуках речи и не нужна для ее восприятия. Динамический диапазон сигнала определяется соотношением ковой мощности сигнала к минимальной или разностью их уров',ей (6.3) Длительность сигнала Т, ширина частотного диапазона Ги диамический диапазон Р— три измерения сигнала.
Их произведее 195 (6.4) есть объем сигнала. Пропускная способность канала связи также определяется длительностью работы канала, полосой пропускаемых частот и динамическим диапазоном Р„'= Т„Р„0„. В этом случае нижняя граница динамического диапазона определяется уровнем помех, а верхняя— перегрузкой канала связи. Для информационного сжатия (уменьшения объема) сигнала применяется метод компрессии и последующего экспандирования (сокращенно, методы компандирования).
Используются непосредственные, параметрические и речеэлементные методы компандирования речевого сигнала. Непосредственные методы делятся на аналоговые и дискретные. Первые основаны на непосредственной компрессии объема речевого сигнала в передающей части тракта путем сжатия любого из входящих в (6.4) трех его измерений или любой из их комбинаций с восстановлением объема сигнала в этих измерениях на приемном конце тракта (в пределах возможностей соответствующего метода). Поэтому в передающей части тракта сигнал в соответствующих измерениях деформируется. При деформации сигнал подвергается искажениям, которые могут рассматриваться как своего рода помехи.
Частично эти искажения могут быть скомпенсированы в приемной части тракта, а некоторые из них совсем не поддаются такой компенсации. Для всех методов компандирования характерно сохранение, в основном, микроструктуры речевого сигнала. В соответствии с тем, по какому измерению объема сигнала происходит компандирование, оно подразделяется на компандирование динамического диапазона, частотного диапазона и временное компандирование. К методам непосредственной компрессии аналогового речевого сигнала можно отнести и методы ограничения сигнала. При ограничении сигнала по динамическому или частотному диапазо.ну, а также во времени некоторое количество информации исключается за счет выбрасывания отдельных участков частотного диапазона, ограничения громких звуков или исключения среднего (установившегося) временного участка длительных звуков речи. При жестком ограничении сигнала восстановить его на приемном конце, как правило, не удается, т.е.
в этом случае имеет место компрессия сигналов, но невозможно его экспандирование, К методам обработки и непосредственного компандирования речевого сигнала в дискретной форме относятся методы импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и дельта-модуляции (ДМ) в различных модификациях и комбинациях. Так как при двоичной системе кодирования амплитуда сигнала остается неизменной, при 196 ,соответствующей компрессии речевого сигнала снижается или ::,''скорость, или время передачи сигнала. Тем самым уменьшается его объем с последующим его восстановлением на приемном конце.
Конечно, при этом в передающей части тракта возникают ис; кажения, рассматриваемые как помехи, и сигнал не всегда может :-:быть точно восстановлен. Существенным отличием непосредствен:,ных методов компандирования речевого сигнала в дискретной форме от других дискретных методов является то, что сигнал вос': станавливается сам по себе, т.е. для восстановления сигнала дос:: таточно иметь только последовательность импульсов без передачи ': какой-либо вспомогательной информации или управляющих сиг:;,налов. 6.4.1. Компрессия аналогового речевого сигнала Речевой сигнал, с учетом разброса его параметров и индиви', дуальных особенностей для разных людей, имеет довольно широ' кий динамический диапазон.
Он требует для передачи по каналу :-. связи низкого уровня помех и высокой верхней границы неиска:: женной передачи. В реальных каналах верхняя граница бывает же: стко ограничена требованиями согласования при переходах в дру'; гие каналы, перегрузкой усилителей и другими причинами, а уро-- вень помех бывает довольно высоким. Поэтому пропустить рече:: вой сигнал через канал без искажений невозможно из-за пере': грузки сильных и маскировки помехами слабых по уровню звуков . речи. Выход один — сжать или ограничить динамический диапа:. зон речевого сигнала до величины динамического диапазона ка: нала, повысив тем самым помехозащищенность передачи речи и ."' ее разборчивость на приеме. Компрессия динамического диапазо-: на необходима и для обработки речевого сигнала в тех случаях, '- когда он должен подвергаться преобразованиям типа вокодерных ': (от аны чо1се+ сонг — собирательное название устройств преоб: разования речевых сигналов).
Кроме того, при передаче по системе связи желательно сжать :::. частотный диапазон речевого сигнала. Спектр речи занимает по':: лосу частот до 20 кГц, но верхние частоты спектра имеют малую -'- информативность, поэтому сигнал ограничивают по полосе час:: тот. Известно (экспериментально определено и закреплено в оте:. чественных и международных стандартах), что для радиотелефон„: ной передачи речи, особенно в условиях флуктуационных шумов ::с равномерной плотностью по частоте, ограничение частотного ; диапазона сверху частотой 3400 Гц и снизу частотой 300 Гц не ; вызывает заметного снижения разборчивости речи.
Дальнейшее .;сужение частотного диапазона приводит уже к существенному ' ухудшению разборчивости. В отсутствии шумов и помех достаточ:, ная величина разборчивости речи получается даже при передаче 197 полосы частот шириной 1000 Гц. Соответственно минимальная частота дискретизации для неискаженной передачи речи должна быть |; > 24= 7 кГц. Но с учетом неидеальности фильтров, восстанавливающих сигнал после цифроаналоговых преобразований на приемной стороне, выбирают /,'= 8 кГц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
