УДК 004.75

ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ОТ ВЛИЯНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СЕТЕВЫХ АТАК НА ОТКАЗ В ОБСЛУЖИВАНИИ

Тихий Владислав Игоревич

ИССЗИ НТУУ “КПИ”

Эффективность деятельности органов государственной власти и средств массовой информации в значительной степени определяется полнотой и качеством их информационного обеспечения, применение которого позволяет сократить материальные, финансовые и временные затраты. Потеря доступа пользователей к информационным ресурсам таких организаций ведет к возможности своевременно доносить официальную информацию. В качестве примера приведем российско-грузинскую войну 2008 года[1]. Тогда движение танков РФ было облегчено кибератаками на военное управление Тбилиси, вследствие чего танки РФ продвинулись на 75 км.

«Атака на отказ в обслуживании, распределенная атака на отказ в обслуживании»

(англ. DDoS attack, (Distributed) Denial-of-service attack) [2] – нападение на компьютерную систему с намерением сделать ее ресурсы недоступными пользователям, для которых данная система была предназначена. Одним из самых распространенных методов нападения является насыщение атакованного компьютера или сетевого оборудования большим количеством внешних запросов (часто бессмысленных или неправильно сформулированных), таким образом атакованное оборудование не может ответить пользователям, или ответы столь медленные, что ресурс становится фактически недоступным. Отказ сервиса возникает в следующих случаях [3]:

-принуждением атакованного оборудования к задержки работы программного обеспечения / оборудования или к расходам имеющихся ресурсов, в результате чего оборудование не может продолжать работу;

-занятием коммуникационных каналов между пользователями и атакованным оборудованием, в результате чего качество сообщения перестает отвечать требованиям.

В докладе изложена система противодействия распределенным сетевым атакам, описано предназначение и задачи модулей. Определено поведение пакетов легитимных пользователей в процессе фильтрации трафика [4] и представляется визуальный набор работы веб-сервера во время атаки. Приведены разъяснения возможных причин появления подобных эффектов.

Литература

1. Cyberwar is coming! - http://www.foreignpolicy.com/articles/2012/02/27/cyberwar_is_already_upon_us

2.Denial of Service Attacks – Qijun Gu, PhD. Assistant Professor Department of Computer Science Texas State University – San Marcos

3.DDoS - виртуальный терроризм. http://www.compdoc.ru/secur/xacer/what_is_ddos_attack/

4.Сетевая модель OSI - https://ru.wikipedia.org/wiki/Сетевая_модель_OSI

Аннотация: в процессе анализа поведенческой модели работы атакующей стороны, предлагается система защиты от распределенных сетевых атак типа отказ в обслуживание, результат работы которой приводит к отражению действий атакующей стороны.

Ключевые слова: информационная война, распределенные сетевые атаки типа отказ в обслуживание, уровни системы защиты, анализ трафика, DDoS.

108

УДК 354.42

ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ НАЦІОНАЛЬНОГО КІБЕРПРОСТОРУ

Белас О.М., д-р техн. наук, с.н.с.; Косогов О.М., канд. військ. наук, с.н.с. Інститут спеціального зв’язку та захисту інформації НТУУ «КПІ», Військова частина А 1906

e-mail: olmykos@gmail.com

Україна потребує створення адекватної системи безпеки у світі, що трансформується, де виклики національній безпеці все частіше набувають рис, відмінних від традиційних загроз. Активність з боку провідних держав світу у кіберпросторі, глибинні зміни відношення до внутрішньої інформаційної політики та формування потужних транснаціональних злочинних груп, що спеціалізуються на злочинах в кіберпросторі, – все це обумовлює необхідність виробленні рекомендацій щодо короткострокових та довгострокових пріоритетів трансформації вітчизняного безпекового сектору з урахуванням вищезазначених трендів.

Проведений аналіз тенденцій у політиці провідних держав щодо протидії загрозам в кіберпросторі та зміні внутрішньої інформаційної політики цих держав, зважаючи на посилення кібербезпекової компоненти, дозволив зробити наступні висновки:

1.Більшість держав світу активно модернізує власні сектори безпеки у відповідності до викликів сучасності, і особливо – зважаючи на потенціал використання мережі Інтернет у військових цілях. Цей процес відбувається із: активним реформуванням систем управління відповідним сектором безпеки (створення спеціалізованих підрозділів, управлінських структур); впорядкуванням нормативного поля, що має забезпечити цілісність державної політики в даній сфері; активною роз’яснювальною роботою серед населення щодо небезпек кіберзагроз; збільшенням чисельності підрозділів, зайнятих у системі кіберзахисту; розробкою кіберозброєнь та проведення пробних військово-розвідувальних акцій у кіберпросторі; посилення контролю за національним інформаційним простором (способами доступу, контентом тощо).

2.З огляду на заяви експертів, що задіяні в підготовці нової „Стратегічної концепції НАТО” щодо необхідності розглядати кібернапади на критично-важливу інфраструктуру як „акт війни", варто очікувати можливості закріплення відповідних змін в міжнародноправових актах та статутних документах провідних міжнародних безпекових організацій, що дозволять ідентифікувати кібератаки або їх сукупність як збройні напади.

3.Тенденція посилення контролю з боку правоохоронних органів провідних країн світу за контентом національного інформаційного простору свідчить, що панівний до останнього часу неоліберальний підхід до розуміння мережі Інтернет (так звана „Каліфорнійська ідеологія”) зазнає кардинальних змін, а на зміну їй приходить „технореалізм” з його відношенням до ІКТ як „технологій подвійного призначення” та ключовою роллю держави у розвитку мережі Інтернет.

4.Незважаючи на декларовані бажання основних геополітичних суб’єктів протидіяти мілітаризації кіберпростору, можна констатувати збільшення ролі суто військових структур

узабезпеченні безпеки національної критичної інфраструктури (національного кіберпростору). У таких умовах Україна має бути готова не лише до ведення оборонних заходів, однак активно створювати власні наступальні засоби для активних дій у кіберпросторі.

5.Вітчизняні реалії кібербезпекової сфери свідчать про низку важливих проблем, що заважають створити ефективно діючу систему протидії загрозам в кіберпросторі. До таких проблем в першу чергу відносяться: термінологічна невизначеність, відсутність належної координації діяльності відповідних відомств, залежність України від програмних та технічних продуктів іноземного виробництва, складнощі із кадровим наповненням відповідних структурних підрозділів.

109

О.М. Белас, О.М. Косогов. Проблеми безпеки національного кіберпростору

Здійснено аналіз заходів із забезпечення кібербезпеки провідних держав, виділені основні тренди трансформації внутрішньої політики держав з урахуванням зростання кіберзагроз. Запропоновані шляхи покращення кібербезпекової політики України з метою приведення її до вимог сучасності.

Ключові слова: національна безпека, кібербезпека, кіберзагроза.

O.N. Belas, A.N. Kosogov. National Cyberspace Security Issues

The analysis of measures to ensure cyber security leading states, highlighted the major trends transforming domestic policy with the increase cyber threats. The ways to improve cyber security policy Ukraine to bring it to modern requirements.

Keywords: national security, cyber security, cyber threats.

110

УДК 004.383

АПАРАТНО-ПРОГРАМНИЙ КОМПЛЕКС ЗАХИЩЕНОГО ОПЕРАТИВНОГО ЗВ'ЯЗКУ: ГОЛОС І ДАНІ В.В. Романов, к.т.н., доцент

ТОВ «АВТОР»

e-mail: Viktor.Romanov@author.kiev.ua

Сьогодні за допомогою систем зв'язку передається критична, а в умовах воєнних дій життєво важлива інформація. В нинішній ситуації дані, що можуть бути перехоплені, можуть відбитися у втрачених життях особового складу та понівеченій військовій техніці. У зв’язку з цим виникає критична необхідність у створенні надійної системи, що забезпечувала б гарантовану надійність та захищеність зв’язку.

Багаторічний досвід компанії «АВТОР» дозволив розробити вирішення даної проблеми, а саме розробити комплекс захищеного оперативного зв'язку «Гриф», що заснований на використанні сучасних і надійних цифрових технологій, які забезпечують гарантований захист від перехоплення і спотворення переговорів, а також даних, що передаються по відкритих комунікаційних каналах.

Рішення забезпечує криптографічний захист переговорів між кореспондентами напівдуплексних конвенціональних, транкінгових радіомереж, кореспондентами рухомого радіотелефонного зв'язку, кореспондентами корпоративних телефонних мереж, комутованих телефонних мереж загального користування і кореспондентами супутникового зв’язку.

Комплекс забезпечує повну (або не повну) зв'язність між абонентами захищеної мережі та включає пристрій захисту «VDCrypt-740», вбудований модуль захисту «Гриф210», зовнішній модуль захисту «Гриф-204», шлюз «VDGate-701» та IP-шифратори.

Пристрій захисту «VDCrypt-740» призначений для підключення до телефонних апаратів, радіотелефонних трубок і персональних комп'ютерів та створює захищений канал передачі даних. Вбудований модуль захисту «Гриф-210» призначений для встановлення у відсіки опціональних модулів напівдуплексних радіостанцій. Проведені успішні випробування модуля як з сучасними станціями зарубіжного (ICOM, Vertex) і вітчизняного (ОРІОН РН-2.4К, ОРІОН РН-2.5к, ОРІОН РВ-1.4) виробництва, так і станціями ще радянського виробництва (Р-159, Р-123, Р-845, Р-863). Зовнішній модуль захисту «Гриф-204» призначений для підключення в роз'єм гарнітури до напівдуплексних радіостанцій і мобільних радіотелефонних терміналів і створює захищений канал передачі мови. Шлюз «VDGate-701» призначений для узгодження протоколів телесигналізації та ретрансляції захищеної інформації між мережами різної фізичної природи. IP-шифратори призначені для підключення до сучасних телекомунікаційних систем (IP-телефонія, корпоративна мережа).

Комплекс забезпечує створення захищених мереж з перешифруванням інформації на комутаційних центрах або без перешифрування. Засоби комплексу дозволяють передавати дані зі швидкістю до 14400 біт/с, одночасно із забезпеченням переговорів. По часу встановлення захищеного з'єднання та переліку сервісівдане рішення не має аналогів.

В.В. Романов Апаратно-програмний комплекс захищеного оперативного зв’язку: голос і дані

Розглянуто комплекс апаратно-програмних засобів, що дозволяють реалізувати захищений оперативний зв'язок.

Ключові слова: центр сертифікації ключів, IP-шифратор, менеджер ключів, VPN.

V.V. Romanov Hardware and software complex of protected operational communications: voice and data

Presented complex of hardware and software tools that enable to implement protected operational communication.

Keywords: certification authority, IP-encryptor, key manager, VPN.

111

УДК 654.16:004.056.5(045)

СИСТЕМА ЦИФРОВОЙ ТРАНКИНГОВОЙ РАДИОСВЯЗИ ASTRO 25 СТАНДАРТА

APCO 25 ПРОИЗВОДСТВА КОМПАНИИ MOTOROLA SOLUTIONS, КАК ПЛАТФОРМА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНКИНГОВОЙ КОМПОНЕНТЫ МОБИЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЙ СВЯЗИ

К.К. Лубенец, руководитель проектов

ООО «ДОЛЯ И КО. ЛТД» e-mail: lk@dolya.kiev.ua

Проблема создания в Украине Национальной системы транкинговой радиосвязи актуальна с 1993 года. За прошедшие 22 года было несколько попыток создания мобильной компоненты в рамках построения Национальной системы конфиденциальной связи. В 1999 году согласно «Проекта развертывания Национальной системы конфиденциальной мобильной радиосвязи» в качестве платформы было выбрано оборудование стандарта TETRAPOL производства французской компании «Matra Nortel Communication». В 2005 году работы в этом направлении были продолжены с концерном «EADS», но также не увенчались успехом. В 2006 году едва не реализовался проект создания Национального оператора конфиденциальной транкинговой радиосвязи на базе компании «КОНФИТЕЛ». Тогда в качестве платформы было выбрано оборудование Dimetra IP стандарта TETRA производства компании Motorola Solutions. Но по неизвестным причинам этот проект тоже не осуществился. Как результат – на сегодня в Украине нет Национальной системы транкинговой радиосвязи. Особенно остро этот факт стал ощутим в 2014 году.

Но все же, проделанная в рамках этих проектов работа оставила свой след и на сегодня мы имеем концепцию построения и развития Национальной системы транкинговой радиосвязи, которая не утратила своей актуальности. Хотелось бы также отметить, что все эти попытки объединяет один, на наш взгляд, концептуальный аспект, который заключается

втом, что в качестве аппаратно - программной платформы для создания таких систем рассматривалось оборудование производства лидеров рынка профессиональной радиосвязи,

впортфеле которых находились продукты от абонентского оборудования и программного обеспечения до системной интеграции и техподдержки.

Последнее время нас спрашивают насколько будет эффективно использование в качестве платформы для создания мобильной компоненты Национальной системы конфиденциальной связи оборудования стандарта P25 или АРСО25. Сегодня мы постараемся

вэтом разобраться.

Для начала давайте посмотрим что скрывается за аббревиатурами P25 или

АРСО25.

APCO P25 (или Project 25) представляет собой набор стандартов, разработанных совместыми усилиями Международной ассоциации служб связи подразделений служб общественной безопасности (Association of Public Safety Communications Officials International, APCO), Национальной телекоммуникационной ассоциации (National Association of State Telecommunications Directors, NASTD), Федерального агентства национальных систем связи (Federal Agencies and the National Communications System, NCS) и А ссоциации телекоммуникационной индустрии (Telecommunications Industry Association, TIA). APCO P25 — это система связи с открытой архитектурой, направленная на удовлетворение потребности государственных, правительственных и прочих организаций в оперативной связи для целей обеспечения безопасности. APCO P25 радиостанция может работать как в аналоговом режиме для совместимости с существующими аналоговыми FM радиостанциями, так и в аналоговом или цифровом режиме с APCO P25 радиостанциями других производителей.

112

Системы связи стандарта Р25 делятся на несколько поколений (фаз) для поэтапного и плавного перехода от устаревших аналоговых систем к цифровым.

Фаза 1 Радиостанции Фазы 1 работают в полосе 12.5 кГц в аналоговом, смешанном и

цифровом режимах. Для цифровой передачи радиостанции этого поколения используют C4FM (Сontinuous 4 level FM, непрерывную 4-х уровневую ЧМ) нелинейную модуляцию и обратно совместимы с существующими FM радиостанциями. В дополнении к этому, стандарт APCO P25 описывает открытый интерфейс к внешнему радиооборудованию для упрощения стыковки систем радиосвязи от разных производителей.

Фаза 2

Радиостанции APCO P25 Фазы 2 используют схемы модуляции с мультиплексированием по времени и частоте (TDMA и FDMA) с целью эффективной утилизации спектра.

Открытость стандарта АРСО25 способствовала появлению: 15 производителей базовых станций и репитеров 14 производителей абонентского оборудования 13 производителей диспетчерских консолей

15 производителей инфраструктурного оборудования

4 производителя тестового оборудования По официальной статистике в мире насчитывается 36 производителей

оборудования АРСО25, но только 5 из них производят базовое, абонентское оборудование, оборудование инфраструктуры и проводят системную интеграцию, техническую поддержку

иоптимизацию систем АРСО25. И статистика реализованных проектов говорит о том, что эти же компании входят в пятерку мировых лидеров по реализованным проектам:

EF JOHNSON, 23 системы АРСО 25 различного масштаба в США

HARRIS CORPORATION, 300 систем АРСО 25 в мире

SIMOCO, 2 системы АРСО 25 в Австралии

TAIT COMMUNICATIONS, 49 систем АРСО 25 в США, Австралии, Новой Зеландии Как видно из сравнительной характеристики реализованных проектов, Motorola Solutions небезосновательно является лидером рынка поставщиков решений оперативной

радиосвязи на базе оборудования АРСО25 для служб общественной безопасности. 700 реализованных проектов АРСО 25 только в США, более 3 миллионов проданных и успешно функционирующих радиостанций, обширная география проектов, охватывающая 61 страну мира, более 900 сервиспровайдеров, 25 тысяч дилеров, 6 тысяч инженеров технической поддержки. Стоит отметить, что компания Motorola Solutions также является лидером в сегменте оборудования стандартов DMR и TETRA.

Несомненным преимуществом систем АРСО 25 производства компании Motorola Solutions, является то, что оборудование этой системы поддерживает работу во всех популярных частотных диапазонах, в том числе и в 150 МГц, что выгодно отличает его от оборудования TETRA для которого этот диапазон недоступен. Радиостанции АРХ7000L/8000 поддерживают все перечисленные диапазоны и даже другие стандарты (LTE), что позволяет обеспечивать взаимодействие с абонентами других систем.

Мощность передатчиков базового и абонентского оборудования ASTRO 25 позволяет организовывать большее радиопокрытие меньшим количеством базовых станций

иобеспечить большую дальность радиосвязи в режиме прямой связи «р/ст – р/ст». Многообразие возможных конфигураций системы начиная от

конвенциональных сайтов заканчивая сайтами цифрового транкинга позволяет гибко планировать систему, используя нужную конфигурацию системы для конкретных мест и выполняемых задач.

ASTRO 25 - это полноценная масштабируемая система связи, построенная на основе усовершенствованной архитектуры IP, которая обеспечивает высокую скорость установления вызова и оптимальный уровень готовности. Благодаря модульной структуре

113

этого решения на первом этапе можно реализовать основной набор сетевых услуг, а затем по мере необходимости наращивать функциональность и расширять зону действия системы связи.

ASTRO 25 от Motorola Solutions - оптимальная платформа для построения транкинговой компоненты мобильной составляющей НСКЗ.

Литература

1.ASTRO 25 Integrated Voice&Data, Motorola Solutions.

2.ASTRO 25 Secure Communications, Motorola Solutions.

3.ASTRO 25 Networking, Motorola Solutions.

4.http://www.project25.org/ Project 25 Technology Interest Group (PTIG) home page.

5.P25 Overview TIA Standards Development Activities for Public Safety.

6.http://www.apco911.org/frequency/project25.php APCO International Project 25 page.

7.http://www.apco.ca/ APCO Canada.

8.http://www.p25.com/resources/P25TrainingGuide.pdf.

9.Motorola Solutions ASTRO 25 Release 7.15 System Planner.

К.К. Лубенец, Cистема цифровой транкинговой радиосвязи ASTRO 25 стандарта APCO 25 производства компании Motorola Solutions, как платформа для построения транкинговой компоненты мобильной составляющей Национальной системы конфиденциальной связи

Обоснована актуальность необходимости построения транкинговой компоненты, проведен анализ мирового опыта в построении национальных систем транкинговой радиосвязи, проектных решений построения аналогичных систем в Украине. Предложена корректировка задач, выполняемых Национальной системой транкинговой радиосвязи с учетом ситуации в Украине, и платформа, которая избыточно выполняет эти задачи. Предложена концепция конвергенции системы цифровой транкинговой радиосвязи ASTRO 25 с сетями передачи данных LTE.

Ключевые слова: APCO 25 – Association of Public Safety Communications Officials International - международная ассоциация представителей организаций связи для служб общественной безопасности, ASTRO 25 - система цифровой транкинговой радиосвязи ASTRO 25 стандарта APCO 25 производства компании Motorola Solutions, Национальная система конфиденциальной связи, мобильная компонента.

K. Lubenec The digital trunking radio communication system ASTRO 25, APCO 25 standard, manufactured by Motorola Solutions, as a platform for building mobile component part of the National system of confidential communication.

The urgency of the need to build trunking radio communication system, the analysis of international experience in the construction of national trunking radio systems, the analysis of design decisions construction of similar systems in Ukraine. A correction of the tasks performed by the national trunking radio system, taking into account the situation in Ukraine and the propose of platform that performs these tasks excessively. The concept of shared digital trunking radio communication system ASTRO 25 networks with LTE networks.

Keywords: APCO 25 - Association of Public Safety Communications Officials International, ASTRO25 - digital trunking radio communication system ASTRO 25 standard APCO 25, manufactured by Motorola Solutions, National system of confidential communication, the mobile component.

114

УДК 638.235.231

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТА АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ В КАЧЕСТВЕ ОБЛУЧАТЕЛЯ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ.

*В. И. Гуменюк, *А. А. Паламарчук, **О. А. Иванько, **С. Ю. Мазор, **Д. В. Плотко

*ГосНИИ Спецсвязи **ИССЗИ НТУУ «КПИ»

Приведены исследования антенной решетки, которая является облучателем параболической антенны диапазона 4,5 ... 4,7 ГГц. Симметричный вибратор (СВ), горизонтально расположенный над экраном, создает при длине плеча 0,75λ "не разваленную" диаграмму направленности с небольшим провалом в центре, что позволяет повысить коэффициент использования поверхности.

На основе проведенных предварительных расчетов был изготовлен экспериментальный макет с возможностью изменения расстояния между проводниками двухпроводной линии, которой запитывают вибратор, вынос этой линии над экраном, места изгиба плеч вибратора и их поворот над экраном. Разработанный макет позволяет исследовать два вибратора. Настройка отдельного СВ (рис. 1) и двух СВ предварительно проводились по минимальному КСВ (КСВ), а затем по максимальному коэффициенту усиления в заданном диапазоне частот. Усиление разрабатываемой антенны определялось сравнением с усилением эталонной рупорной антенной EMCO 3115.

Рис. 1 Проведенные расчеты и выполненная настройка излучателей являются

предварительными. Предполагается работа двух четверок излучателей. На основе анализа полученных результатов можно сделать вывод, что экспериментальные оценки совпадают с ожидаемыми для выбранной конструкции СВ из двух СВ. Исходя из этого можно говорить о возможности построения облучателя в виде решетки из двух групп СВ, который совместно с параболической антенной (зеркало диаметром 1.5 м.) и восьми 10Вт усилителей мощности позволит получить необходимую ЭИИМ при создании станции тропосферной и обеспечить связь на расстоянии не менее 150 км с возможностью передачи потока E1.

В. І. Гуменюк, А. А. Паламарчук, О. О. Іванько, С. Ю. Мазор, Д. В. Плотко, Дослід-

ження елементу антенної решітки в якості опромінювача параболічної антени

Наведено результати дослідження антенної решітки, що є опромінювачем параболічної антени діапазону 4,5…4,7 ГГц. Симетричний вібратор (СВ) горизонтально розташований над екраном створює при довжині плеча 0,75λ ”нерозвалену” діаграму направленості з невеликим провалом в центрі, що дозволяє підвищити коефіцієнт використання поверхні. Також, показаний виграш в підсиленні при використанні двох паралельних СВ.

Ключові слова: опромінювач, параболічна антена, симетричний вібратор.

V. I.Gymenjuk, А. А. Palamarchuk, О. A. Ivanko, S. J. Mazor, D. V. Plotko Investigation element array that is irradiator parabolic antenna

Questions investigation array that is irradiator parabolic antenna range 4.5 ... 4,7 HHz. Symmetric vibrator (SV) horizontally placed above the screen makes at shoulder length 0,75λ "notdisorganized" chart orientation of small failure in the center, which improves utilization of surface. Also shows a gain in strengthening using two parallel SV.

Keywords: irradiator, parabolic antenna, symmetric vibrator.

115

УДК 621.396.67

ОБЛУЧАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ДЛЯ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ

*А. А. Паламарчук, *С. С. Усенко, **О. А. Иванько, **С. Ю. Мазор, **Д. В. Плотко

*ГосНИИ Спецсвязи **ИССЗИ НТУУ «КПИ»

На данный момент применяются радиорелейные и тропосферные станции, разработанные более 25 лет назад, которые имеют определенные преимущества и недостатки. Сегодня актуален вопрос разработки новой комплексной радиорелейнотропосферной аппаратной для силовых структур Украины. Авторами была решена задача разработки антенной системы, которая даст возможность применять комплексную аппаратную как в качестве радиорелейной, так и тропосферной станции. Иными словами, новая антенная система позволяет решать задачи, которые ранее решались отдельно радиорелейной и тропосферной аппаратными.

Эта антенная система представляет собой параболу и решетку из некоторого количества симметричных вибраторных антенн. В качестве элемента такой антенны выбрана параболическая антенна (зеркало диаметром 1,5 м из комплекта станции Р-414) с новым облучателем. Используя их комбинации формируется антенное устройство для соответствующего типа связи. Разработанная антенная система позволяет достичь высокой эффективности при создании станций радиорелейно-тропосферной аппаратной связи нового поколения. Для приема используется двухзеркальная антенна со вторым эллиптическим зеркалом (рис.1) в виде открытого конца волновода с экраном.

Рис. 1 Проведенные предварительные расчеты показали, что использование современных

методов обработки сигналов и современных приемо/передающих устройств (антенн, приемников, передатчиков, фильтров и других) позволит:

-уменьшить мощности передатчика с 1,5 кВт до 80 Вт, что позволит значительно уменьшить энергоемкость питающей станции (в настоящее время она составляет 30 кВт);

-обеспечить возможность приема/передачи информации стандартными цифровыми потоками Е1 (2048 кБит /с) на расстоянии более 150 км и реализовать новые скорости информационного обмена.

А. А. Паламарчук, С. С. Усенко, О. О. Иванько, С. Ю. Мазор, Д. В. Плотко

Опромінювач лінійної поляризації для параболічної антени

Обговорюється розробка нової антени для комбінованої радіорелейно-тропосферної апаратної, в якості якої була вибрана параболічна антена (дзеркало діаметром 1,5 м з комплекту радіорелейної станції Р-414) з новим опромінювачем. Розрахований і

polarization irradiator for parabolic antenna

Discusses the development of a new antenna for radio relay combined hardware-troposphere, which has been chosen parabolic antenna (1.5 m diameter mirror of microwave station R-414) with a new irradiator. Designed and manufactured linear polarization irradiator.

Keywords: irradiator, parabolic antenna.

116

УДК 621.396.67

ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИЙ РАДІОЗВ'ЯЗОК НА ДОВГИХ ТА НАДДОВГИХ ХВИЛЯХ

Крюк В.Г.

Фонд «Новотех»

Радіозв'язок на зазначених хвилях має цілу низку специфічних переваг порівняно із радіозв'язком на інших хвилях. Але, при довжині хвилі λ=1÷10 км і більше енергоефективність радіозв'язку надзвичайно мала. Це зв'язано з тим, що, навіть найменшу енергоефективну вертикальну антену довжиною λ/4 із опором випромінювання R∑=37 Ом, технічно і економічно реалізувати складно або неможливо. Тому, на цих хвилях будують горизонтальні наземні або підземні антени, які займають надзвичайно великі площі. Такі горизонтальні антени мають опір випромінювання R∑≈1 Ом і менше, що суттєво перевищує величину опору втрат в полі випромінювання і, як наслідок веде до великих не ефективних енерговитрат.

Для енергоефективного, надійного і конфіденційного радіозв'язку на довгих та наддовгих хвилях пропонується антена, захищена патентом України №79626 (2007р. Бюл. №10), яка в ідеалі (теоретично) має опір випромінювання рівний хвилевому опору вільного простору, тобто R∑=377 Ом=Z0=√μ0/ƹ0 . Тестові виміри опору випромінювання виготовлених зразків антен склали величини R∑=270÷360 Ом; максимальний габарит цих зразків склав величини 0,08, 0,2 та 0,5 м; резонансні частоти (хвилі) — 1760, 570, 210 та 165 кГц ( λ=170, 526, 1428, та 1818 м)

На Тернопільському радіозаводі “Оріон” виготовлені та протестовані антени із резонансною частотою 165 кГц ( λ=1818м), а також протестовано радіозв'язок на цій частоті. Результати тестів позитивні, що засвідчено в протоколах.

117

УДК 621.391

АНАЛІЗ МОЖЛИВОСТЕЙ ПОБУДОВИ КАНАЛІВ УПРАВЛІННЯ БПЛА З ВИКОРИСТАННЯМ СКК

В.Д. Голь, к-т техн. наук, доцент; Р.В. Матієнко

Інститут спеціального зв’язку та захисту інформації НТУУ «КПІ» e-mail: matienko93@mail.ru

На сьогоднішній день, в бойових діях різного масштабу все частіше застосовуються безпілотні літальні апарати (БПЛА) для збору розвідданих на безпечній відстані. Практика даного методу вказує на суттєві плюси такого озброєння, але сам апарат залишається вразливим до засобів радіоелектронної боротьби. Отже, все це робить питання забезпечення необхідного рівня завадозахищеності каналів управління БПЛА досить актуальними.

Організація високошвидкісного каналу „БПЛА – земна передавальна станція (ЗС)”, що забезпечує передачу інформації з необхідними ймовірнісними характеристиками, можлива з використанням відповідних сигнально-кодових конструкцій (СКК). Особливістю даної лінії зв'язку є багатопроменеве поширення радіохвиль і, відповідно, завмирання сигналів [1]. Це визначає необхідність використання СКК з ймовірносно-енергетичними характеристиками, близькими до граничних характеристик, що забезпечить надійну передачу у розглянутій нестаціонарній лінії з варіаціями відносини сигнал/перешкода [2].

Разом з тим, пристрої формування та прийому цих СКК повинні забезпечувати високошвидкісну передачу в реальному часі, що передбачає прийнятну складність технічної реалізації процедур формування і прийому з виходу демодулятора сигналів засобами цифрової обчислювальної техніки.

В доповіді проаналізовані принципи реалізації каналу управління і телеметрії та інформаційного каналу системи прийому і передачі даних малогабаритного безпілотного авіаційного комплексу. Обгрунтовані практичні шляхи реалізації цифрового інформаційного каналу передачі даних на основі використання алгоритму формування цифрового сигналу із застосуванням СКК.

Література

1.Слюсар В. Радиолинии связи с БПЛА, примеры реализации. – Электроника: Наука, Технология, Бизнес., 2010, №5. – С.56–60.

2.Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003 – 1104 с.

В.Д. Голь., Р.В.Матієнко. Аналіз можливостей побудови каналів управління БПЛА з використанням СКК

Обгрунтовані шляхи реалізації каналу передачі даних безпілотного літального апарату на основі використання алгоритму формування цифрового сигналу із застосуванням сигнально-кодових конструкцій.

Ключові слова: БПЛА, сигнально-кодові конструкції, канал управління.

V.D. Gol, R.V. Matienko. Analysis of the possibility of building control channels of drones using SCC

The ways of implementing data link unmanned aircraft through the use of algorithm of digital signal using signal-code constructions.

Keywords: drone, signal-code construction, channel management.

118

УДК 621.391.17

КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ К СИГНАЛЬНО-ПОМЕХОВОЙ ОБСТАНОВКЕ В КАНАЛЕ РАДИОСВЯЗИ

В. Ф. Ерохин,д.т.н.,профессор; Е. В. Пелешок, В. В. Черняков

Институт специальной связи и защиты информации НТУУ “КПИˮ e-mail: pel85@ukr.net

Современный уровень боевой готовности воинских формирований Украины и его дальнейшее развитие в определяющей степени зависит от систем и образцов техники связи специального назначения. Поэтому в условиях априорной неопределенности относительно условий ведения связи (в первую очередь, сигнально-помеховой обстановки) важной и актуальной является задача построения высокоэффективных систем радиосвязи, в которых обеспечивается передача сигналов с допустимым уровнем качественных показателей.

Всвязи с этим новые образцы техники связи специального назначения или их модификации должны отвечать современному состоянию радиосвязи, которая должна быть помехозащищенной и автоматизированной с возможностью адаптации к текущему состоянию каналов передачи информации.

Врамках решения задачи построения помехозащищенных образцов техники связи специального назначения с возможностью адаптации к текущему состоянию каналов передачи информации предлагается использовать трехэтапную автоматическую процедуру адаптации к сигнально-помеховой обстановке.

На первом этапе (например, по протоколу 2G ALE MIL-STD-188-141 или 3G ALE STANAG 4538) анализируется сигнально-помеховая обстановка на качество прохождения сигнала в канале связи путем обмена кодовыми последовательностями между корреспондентами на частотах вхождения в связь. В результате осуществляется выбор канала приема-передачи.

На втором этапе (например, по протоколу MIL-STD-188-110B) после процедуры вхождения, в зависимости от состояния прохождения сигнала в выбранном канале связи, выполняется процедура адаптации по виду манипуляции и по скорости кода.

На третьем этапе после выбора вида манипуляции и скорости кода выполняется процедура анализа сигнально-помеховой обстановки и выбор приемлемого алгоритма обработки (собственно прием-демодуляция сигнала) [1].

При недопустимом ухудшении сигнально-помеховой обстановки или условий прохождения сигнала в канале выполняется следующий цикл адаптации – автоматическая перенастройка на другой частотный канал и т.д.

Блок-схема тракта приема цифрового сигнала с адаптацией к сигнально-помеховой обстановке содержит в своем составе, массив моделей помех, массив процедур обработки, блок определения параметров помехи, блок формирования параметров помехи.

Блок определения параметров помехи выполняет анализ сигнально-помеховой обстановки в канале связи и в случае ее усложнения с помощью массива моделей помех, который содержит их эталонные значения, с применением классических статистических критериев определяет тип помехи и оценивает ее параметры. Оценку параметров помехи предполагается формировать путем использования классических методов теории линейной и (или) нелинейной фильтрации. В результате на основе полученных данных в демодулятор загружается соответствующая компенсационная процедура обработки входящей реализации.

Литература

1.Interoperability and performance standards for medium and high frequency radio systems

:(Superseding MIL-STD-188-141A) : MIL-STD-188-141 : 1999. – Department of defense interface standard, 1999. – 579 p.

119

В.Ф. Єрохін, Є.В. Пелешок, В.В. Черняков Концепція автоматизованої параметричної адаптації до сигнально-завадової обстановки в каналі радіозв’язку

Характерним напрямком розвитку методів адаптації є поступове впровадження автоматичної параметричної процедури адаптації по частоті, виду модуляції та швидкості коду. Дана процедура застосовується для підвищення завадозахищеності прийому сигналів в умовах складної сигнально-завадової обстановки. Аналіз показав, що вона не використовує інформацію про тип, структуру та параметри завади в каналі, врахування яких дозволить у деяких випадках відмовитися від необхідності переналаштування на інший частотний канал. Тому одним із перспективних напрямків підвищення завадозахищенності прийому сигналів є розробка процедур адаптації до сигнально-завадової обстановки, в яких враховується інформація про структуру завади.

Ключові слова: радіозв’язок, сигнально-завадова обстановка, завадозахищенність.

V. F. Yerokhin, Y. V. Peleshok, V. V. Cherniakov The concept of automated parametric adaptation to the signal-interference situation in the radio communication channel

A typical area of adaptation methods is the gradual introduction of automatic parametric adaptation procedure in frequency, type modulation and code rate. This procedure is used to improve of protecting signal from hindrances in the complex environment of signals-hindrances. The analysis showed that it does not use the information on the type, structure and parameters of hindrance in the channel, consideration of which will in some cases need to abandon reconfigure to another frequency channel. Therefore, one of the most promising ways to of protecting signal from hindrances is procedures for adaptation to the environment of signals-hindrances, which takes into account information about the structure of the hindrances.

Keywords: radio contact, environment of signals-hindrances, protected from hindrances.

120

УДК 621.391

ПОМЕХОЗАЩИЩЕННАЯ НЕКОГЕРЕНТНАЯ ДЕМОДУЛЯЦИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА С ЧАСТОТНОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЩНОЙ ПОДОБНОЙ ПОМЕХИ

В.Ф. Ерохин, д.т.н., профессор; Е.В. Пелешок

Институт специальной связи и защиты информации НТУУ “КПИˮ e-mail: pel85@ukr.net

Проблема демодуляции цифровых сигналов в условиях влияния помех была и остается актуальной, а на ее решение нацелено большое количество работ. Отдельным важным классом задач помехоустойчивого приема цифровых сигналов (ЦС) являются такие, что направлены на прием полезного ЦС в условиях влияния мощных синхронных помех подобных по структуре полезному сигналу [1].

Целью и задачей доклада является изложение полученной авторами процедуры оптимальной обработки ЦС с частотной манипуляцией в условиях аддитивного воздействия подобной помехи методами статистической теории разделения цифровых сигналов. Предлагается когерентно-некогерентная обработка (разделение) полезного сигнала с двоичной частотной манипуляцией (ЧМ-2) и подобной ему неортогональной ЧМ-2 помехи, которая существенно превышает полезный сигнал по мгновенной мощности. Под когерентно-некогерентной обработкой сигналов здесь будем понимать ситуацию, при которой полезный ЦС обрабатывается некогерентно (квадратурно), а подобная мощная помеха – когерентно (квазикогерентно).

С целью достижения наглядности и прозрачности изложения будем считать, что частотные позиции и тактовые точки полезного сигнала и помехи точно совпадают, а манипуляция помехи осуществляется без разрыва фазы. Также положим, что состояния дискретных параметров полезного и мешающего сигналов равновероятны и взаимно независимы, а их начальные фазы распределены равномерно. В результате синтеза процедуры оптимальной обработки цифрового сигнала с частотной манипуляцией в условиях аддитивного воздействия подобной помехи было получено правило принятия решения о переданном дискретном параметре полезного сигнала, на основании которого построена структурная схема и предложено соответствующее техническое решение когерентно-некогерентного демодулятора полезного ЧМ-2 сигнала на фоне подобной ему мощной ЧМ-2 помехи [2–4].

В результате имитационного анализа полученных результатов оказалось, что при условии существенного превышения мгновенной мощности мешающего сигнала над мгновенной мощностью полезного сигнала необходимость в оценке энергетических параметров последнего отпадает. При некогерентной демодуляции оценка начальной фазы полезного сигнала, очевидно, также не нужна.

Полученное решение характеризуется следующими особенностями. Компенсация в синтезируемом демодуляторе осуществляется после корреляционной свертки полезного сигнала, что удобно при технической реализации. При отсутствии помехи схема когерентнонекогерентного демодулятора естественно вырождается в некогерентный классический демодулятор ЧМ-2. Асимптотическая помехоустойчивость данной процедуры разделения (при условии существенного превышения мощности помехи над мощностью полезного сигнала) приближается к потенциальной помехоустойчивости приема полезного сигнала при отсутствии помехи.

121

Литература

1.Бобровский В. И. Многопользовательское детектирование / В. И. Бобровский. – Ульяновск. : Вектор – С, 2007. – 348 с.

2.Єрохін В. Ф. Алгоритм демодуляції, що забезпечує повторне використання частот цифрового радіомовлення / В. Ф. Єрохін, І. М. Крутофіст // Захист інформації. – 2005. –

№25. – С. 42-47.

3.Єрохін В. Ф. Процедура когерентно-некогерентної демодуляції заважаючих взаємноцифрових сигналів з двійковою частотною модуляцією / В. Ф. Єрохін, Є. В. Пелешок // Вісник НТУУ “КПІˮ. Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2013. – Вип. 53. – С. 23–31.

4.Єрохін В. Ф. Оптимальні алгоритми розділення двох взаємно неортогональних сигналів / В. Ф. Єрохін, Є. В. Пелешок // Вісник НТУУ “КПІˮ. Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2012. – Вип. 49. – С. 33–41.

В.Ф. Єрохін, Є.В. Пелешок Завадозахищена некогерентна демодуляція цифрового сигналу з частотною маніпуляцією в умовах впливу потужної подібної завади

Проведено синтез компенсаційної процедури когерентно-некогерентної демодуляції взаємозаважаючих цифрових сигналів з двійковою частотною модуляцією (ЧМ-2). Показано, що за умови квазікогерентного прийому подібної ЧМ-2 завади та суттєвого перевищення її середньої потужності над потужністю корисного ЧМ-2 сигналу, завадозахищеність прийому останнього наближається до завадозахищеності прийому в каналі без завади з адитивним білим гаусівським шумом.

Ключові слова: радіозв’язок, когерентно-некогерентна демодуляція, потенційна завадозахищеність, двійкова частотна модуляція.

V. F. Yerokhin, Y. V. Peleshok Incoherent modulation digital signal with binary frequency of modulation under the influence of such strong interference

Method of procedure synthesis of coherent-incoherent demodulation of useful signal with F3E-2 which, is observed together with a powerful and alike hindrance with F3E-2.Coherent reception of similar hindrance with F3E-2 and incoherent reception of useful digital signal with F3E-2 in a channel with additive white noise are showed.

Simplifying transformations of coherent-incoherent demodulation procedure of useful digital signal with F3E-2 in the conditions of similar powerful hindrance. Simplification of procedure of coherent-incoherent demodulations of digital signals with F3E-2 is accomplished. In absence of hindrance this procedure degenerates in classic incoherent demodulation of digital signal with F3E- 2. This procedure can be used for programs realization of the repeated use of frequency resource and at development of perspective protection from hindrances of radio contact facilities.

Keywords: radio contact, coherent-incoherent demodulations, protecting from hindrances, binary frequency modulation.

122

УДК 621.396.4

ПРОБЛЕМА ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОЙ ОБРАБОТКИ OFDM – СИГНАЛОВ

В.Ф. Ерохин,д-р. техн. наук, проф.; Б.А. Николаенко; Р.В. Овчаренко.

Институт специальной связи и защиты информации НТУУ “КПИ”

Общеизвестно, что качество управления военными формированиями государства существенной мерой зависит от эффективности функционирования соответствующих систем связи. Известно также, что радиолинии, которые применяются в государственной системе правительственной связи, не являются помехозащищенными, и легко могут быть подавлены средствами радиоэлектронной борьбы (РЕБ), илидаже непреднамеренными помехами. Поэтому актуальной является задача создания принципиально нового поколения помехозащищенных радиосредств. В силу сказанного актуальным предполагается оценить возможность создания средств связи военных формирований государства, которые основываются на совместном использовании широкополосных сигналов и компенсационных процедур.

Целью доклада является изложение научно-обоснованных предложений и технических решений по повышению помехоустойчивости и помехозащищенности радиосредств для нужд военных формирований государства, которые используют OFDM-технологию с минимальной позиционностью сигналов на поднесущих с модуляцией типа ФМ-2 на основе разработки математических моделей процедур квазикогерентной демодуляции многочастотных OFDM-сигналов в условиях влияния структурных помех.

В результате использования теории фильтрации дискретно-непрерывных марковских процесов с последующим подтверждением с применением аппарата имитационного моделирования получен алгоритм демодуляции OFDM-сигнала в условиях воздействия узкополосных неманипулированных помех, который позволяет количественно оценивать влияние преднамеренных помех на помехозащищенность систем радиосвязи с OFDM и разрабатывать технические предложения по модемной компенсации.

Результаты исследования могут быть использованы промышленными, научноисследовательскими организациями и учебными учреждениями с целью обоснования и рационального выбора методов и средств построения помехозащищенных модемов перспективных широкополосных систем радиосвязи и совершенствование процедур обработки OFDM-сигнала, предусмотренных стандартами IEEE 802.16хх в условиях влияния структурных помех.

Литература

1.Тихонов В.И. Оптимальная фильтрация дискретно-непрерывных процессов / В.И. Тихонов, В.Н. Харисов, В.А. Смирнов // Радиотехника и электроника. – 1978. – № 7. – С. 1441 – 1452.

2.Тихонов В.И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем:

Учеб. пособие для вузов / В.И. Тихонов, В.Н. Харисов.– М.: Радио и связь. – 1991. – 608 с. 3.Тихонов В.И. Нелинейная фильтрация и квазикогерентный прием сигналов. /

В.И. Тихонов, Н.К. Кульман. – Сов. радио. – 1975. – 704 с.

В.Ф. Ерохин, Б.А. Николаенко, Р.В. Овчаренко Проблема помехозащищенной обработки OFDM – сигналов

Предложена математическая модель синтеза процедур квазикогерентной демодуляции OFDM – сигнала в условиях воздействия узкополосных неманипулированных помех.

Ключевые слова: OFDM – сигнал, помехозащищенность, структурные помехи

V.F. Erohin, B.A.Nikolaenko, R.V.Ovcharenko The problem of noise-processing OFDM - signals

A mathematical model of the synthesis procedures of quasicoherent demodulation OFDM - signal in the conditions of influence of the narrow-band non - keying hindrances is offered.

Keywords: OFDM – signal, noise immunity, structural interference

123

УДК 621.391.1

ЗАВАДОЗАХИЩЕНІСТЬ АЛГОРИТМІВ СИНХРОНІЗАЦІЇ РАДІОЛІНІЙ З ПСЕВДОВИПАДКОВИМ ПЕРЕНАЛАШТУВАННЯМ РОБОЧОЇ ЧАСТОТИ

В.Ф. Єрохін д-р техн. наук., проф.; О.М. Рома, д-р техн. наук., с.н.с.; С.В. Василенко; Д.Є.

Бездрабко.

Інститут спеціального зв’язку та захисту інформації НТУУ «КПІ» e-mail: sirx0308@gmail.com

Завадозахищеність радіолінії з ППРЧ визначається завадозахищеністю алгоритму входження в синхронізм та подальшої підтримки синхронізації такої радіолінії [1].

Поряд з перевагами режиму ППРЧ виникає проблема забезпечення високонадійної синхронізації передавача і приймача під час входження у зв’язок та її підтримання в процесі радіообміну. Як правило, зміст алгоритмів синхронізації не розголошують.

Актуальним питанням є аналіз завадозахищеності синхронізації радіолінії. При загальновідомих на теперішній час способах синхронізації радіостанцій з режимом ППРЧ не виключається можливість зриву синхронізації, шляхом створення навмисних завад лише на блоці з невеликої кількості частот входження, які є незмінними [2].

При розробці національних засобів зв’язку з ППРЧ, з урахуванням вищезазначеного, стає необхідним розробка “власного”, невідомого третій стороні, алгоритму синхронізації.

Воснову нового алгоритму слід покласти:

•принцип неповторності частот входження у синхронізм. Це означає, що у пакеті частот входження не може бути однакових частот;

•принцип частотної некорельованості за завмираннями частот входження у синхронізм. Тобто за умов розповсюдження та відносно повільних завмирань частоти повинні бути некорельованими;

•принцип гарантованого збігу деякої частини частот входження на приймальній і передавальній сторонах. Така гарантія досягається відповідним вибором співвідношень між значеннями нестабільності годинників та швидкістю оновлення пакета частот входження у синхронізм;

•принцип збалансованої завадостійкості службової інформації, що міститься у синхропреамбулі. Досягається вибором однорідного кодування вихідних біт службової інформації.

Література

1.Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. /

Пер. с англ. под ред. В.П. Журавлева. – М.: Радио и связь, 2000. - 520с.

2. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. — М.:Радио и связь, 2000. —384 с.

В.Ф. Єрохін, О.М. Рома, С.В. Василенко, Д.Є. Бездрабко Завадозахищеність алгоритмів синхронізації радіоліній з псевдовипадковим пере налаштуванням робочої частоти

Запропоновано новий підхід до синхронізації систем радіозв’язку з псевдовипадковим переналаштуванням робочої частоти.

Ключові слова: ППРЧ, завадозахищеність, синхронізація

V.F. Erohin, O.M. Roma, S.V. Vasylenko, D.E. Bezdrabko Noise immunity of synchronization algorithms radio-lines with the frequency hopping spread spectrum

We propose a new approach to the synchronizing with the freqency hopping spread spectrum system.

Keywords: FHSS, noise immunity, synchronization.

124

УДК 621.396.42

ЗАВАДОСТІЙКА ЗАХИЩЕНА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ПОВІТРЯНИМ РУХОМ

Г.Ф. Конахович, д-р техн. наук, проф.; А.С Муранов, канд. техн. наук; Д.І. Бахтіяров, аспірант; О.Ю. Красносільський, студент.

Національний авіаційний університет e-mail: krasnoseltseva@gmail.com

Постановка проблеми

Важливість авіаційного зв’язку в цивільній авіації важко переоцінити, адже саме від його якості та надійності залежить не тільки логістика й економічна ефективність, але й безпека пасажирів та членів екіпажу повітряного судна.

Проблема полягає в тому, що існуючі технології передавання критично важливої мовної інформації через стандартний авіаційний радіоканал не здатні задовольнити норми щодо критеріїв захисту інформації та розбірливості прийнятих мовних повідомлень за умов, коли висуваються підвищені вимоги щодо забезпечення стабільності зв’язку.

Результати дослідження

Проблема підвищення вірності (якості) зв’язку зумовлена невідповідністю між вимогами, що висуваються при передачі даних, і можливостями реальних каналів зв’язку. Одним із шляхів розв’язання задачі підвищення вірності (зниження імовірності помилки) є використання спеціальних процедур, основаних на застосуванні завадостійких (корегувальних) кодів — кодів, що контролюють помилки. У декодері, завдяки використанню корегувального кодування (яке за своєю природою є надмірним), з’являється можливість виявлення і виправлення помилок.

Корегувальне кодування може використовувати будь-який з можливих видів надмірності сигналу — часову, частотну або енергетичну:

1)Часову надмірність (надмірність тривалості сигналу Tс) використовують для корегування помилок у тому випадку, якщо довжина кодової комбінації (КК) є нефіксованою (звідси — нефіксована швидкість передачі інформації). При цьому крім інформаційних символів до складу КК додатково вводять перевірочні, за допомогою яких виявляють і (можливо) виправляють помилки.

2)Якщо швидкість передачі інформації є фіксованою, ввести перевірочні символи до

комбінації можна лише шляхом зменшення тривалості τ елементарних кодових сигналів (складових КК), що, у свою чергу, призводить до розширення спектру сигналу, оскільки

∆Fc ~ 1/τ. Отже, у даному випадку для здійснення корегувального кодування використовується введення частотної надмірності.

3) У попередньому випадку, при зменшенні тривалості τ зменшуватиметься і відношення сигнал/шум (h = Pc/Pξ; Pξ = Ω0 ∆Fc). Щоб цього не сталося, необхідно збільшувати потужність Pc (амплітуду) сигналу. Збільшуючи Pc скороченого у часі сигналу можна настільки збільшити енергію останнього (а відповідно й відношення сигнал/шум h) — Es = PcTс , — що ймовірність помилки під час прийому залишиться незмінною або навіть зменшиться [pп ~ Q(h)]. Таким чином, вводиться енергетична надмірність.

Аналогові перетворювання мовного сигналу з метою захисту інформації в авіації практично не використовуються через їхню низьку ефективність. Досконалі криптографічні засоби захисту «оцифрованої» мови пред’являють підвищені вимоги до ширини смуги каналу, в той час як мовний тракт стандартного авіаційного радіоканалу є вузькосмуговим, шириною 3,1 кГц. Тому єдиним шляхом забезпечення ефективного захисту мовної інформації у стандартному радіоканалі є використання низькошвидкісних вокодерів та стійких криптографічних систем разом із вузькосмуговими модемами аналогових дискретних сигналів. Інші методи захисту мовної інформації в авіаційному радіоканалі за рівнями ефективності не відповідають вимогам сучасних авіаційних застосувань.

125

Якщо мати на увазі, що ширина спектру неутисненого мовного сигналу займає смугу приблизно 3,3кГц, а для досягнення високої якості сприймання мови необхідне співвідношення сигнал/шум має бути у діапазоні 25 – 30 дБ, то модем згідно Шеннону має забезпечувати швидкість передавання даних на рівні 33кбіт/с, не менше. Тому представлена наведеним вище способом «оцифрована» мова може передаватися лише через спеціально виділені широкосмугові канали зв'язку зі смугою пропускання в діапазоні 4,8-19,2 кГц. Це означає, що вона не придатна для передачі через стандартний радіоканал авіаційного зв’язку, мовний тракт котрого є вузькосмуговим, що дорівнює 3,1кГц.

Вокодерне утиснення й дискретизація мови з наступним її шифруванням також здійснюється у цифрових системах зв’язку. Але у цьому випадку можуть бути використані вузькосмугові системи, тобто цей клас систем закриття мовного сигналу може знайти застосування в авіаційних застосуваннях.

Для того, щоб відносно широкий спектр якісного мовного сигналу було можливим транспортувати через вузьку смугу пропускання стандартного авіаційного радіоканалу, необхідно на передавальній стороні здійснити компандування цього сигналу (тобто, утиснути ширину його спектру), а на приймальній стороні здійснити його експандування (тобто, цей спектр відновити). Можливі два способи компандування мови - безпосередній та параметричний.

Принцип безпосереднього компандування через технічні труднощі на практиці не знайшов застосування, в той час як параметричне компандування широко використовується у реальних системах зв’язку.

Параметричним компандуванням називають такий спосіб перетворення сигналу, за якого його компресію виконують виділенням з нього обмеженої кількості параметрів, що повільно змінюються, завдяки яким сигнал може бути відновлений, а експандування виконується за рахунок місцевих джерел, які керуються цим комплексом параметрів. За частотного параметричного компандування у канал надходить не сам спектр мовного сигналу, а лише відомості про його характерні особливості (параметри). Ці відомості передаються за допомогою простих сигналів у вузькій смузі частот, що й забезпечує потрібну компресію. Вихідний спектр відновлюється дією цих сигналів на рівномірний спектр сигналу, який створюється місцевим генератором. Місцевий генератор моделює ті особливості мовного сигналу, відомості про яких не потрібно передавати через канал. Іншими словами, під час компандування знижується інформаційна надмірність людської мови. Це зниження досягається параметризацією мовного сигналу, при якій зберігаються істотні для сприйняття характеристики мови. Пристрій, що здійснює параметричне компандування/експандування мови прийнято називати вокодером. Вокодер, аналізуючи форму мовного сигналу, робить оцінку параметрів змінних компонентів певним чином обраної моделі генерації мови й передає ці параметри у цифровій формі через канал зв'язку на синтезатор, де відповідно до цієї моделі по прийнятим параметрам синтезується мовне повідомлення. Оскільки обрана модель генерації мови завжди передбачає повільну зміну її параметрів в процесі здійснення сеансу зв’язку, то для передачі цих параметрів на приймальну сторону широка смуга каналу не є потрібною.

Для забезпечення ефективного захисту мовної інформації у стандартному радіоканалі здійснюється використання стійких криптографічних систем.

Як надійний криптоалгоритм себе зарекомендував ГОСТ28147-89 Дослідження близьких з архітектури шифрів із заданими таблицями підстановок (DES) показали, що криптоаналіз шифру з 16 раундами в принципі здійснимо, однак вимагає дуже великого числа вихідних даних, а при 20 -24 раундах стає теоретично марним. ГОСТ передбачає 32 раунду шифрування, і цієї кількості вистачає з запасом, щоб успішно протистояти зазначеним видам криптоаналізу. У відкритій пресі відсутні повідомлення про успішне розтині ГОСТ-у з якими-небудь вузлами замін, - як з тестовими, специфікованими в стандарті ГОСТ Р34.11-94, так і з тими, з якими реалізації ГОСТ-у поставлялися в комерційні організації.

126

Висновок

Некогерентний модем, що використовується разом із низькошвидкісним вокодером, завадостійким кодеком та шифратором складають рішення для вузькосмугового стандартного авіаційного каналу, який має бути нечутливим до завад та захищеним від потенційних зловмисників, передавати мовні повідомлення із заданою розбірливістю та часом затримки.

Література

1.Гусєв О. Ю., Конахович Г. Ф., Пузиренко О. Ю. та ін. Теорія електричного зв’язку. Навч. посібник. - Львів: “Магнолія2006”, 2010. - 364 с.

2.Вернер М. Основи кодування. Підручник для ВНЗ.—М.: Техносфера, серія “Світ програмування”, 2004.-288с.

3.Запечников С.В., Криптографічні протоколи та їх застосування в фінансовій та комерційній діяльноті. Навч. посібник. “Горяча Лінія - Телеком” , 2007.-320с

4.Системы_обработки_информации._Защита_криптогра-фическая. Алгоритм криптографического преобразования: ГОСТ 28147 89. - М.: Госстандарт СССР, 1989. - 26 с.

5.Варгаузин В.А. Математическое описание помехоустойчивых линейных блоковых кодов .—© Варгаузин В.А., 2006.-43с

Г.Ф. Конахович, Д.І. Бахтіяров, А.С Муранов, О.Ю. Красносільський Завадостійка захищена система управління повітряним рухом

Розроблено модель передачі інформації по стандартному авіаційному каналу зв’язку,

захищеному блочним алгоритмом шифрування стандарту ГОСТ 28147-89, а також введення завадостійкого кодування.

Ключові слова: ГОСТ 28147-89, авіаційний канал, завадостійке кодування, криптографія.

G.F. Konahovych, D.I. Bakhtiarov, A.S. Muranov, O.U. Krasnosilskiy Noiseimmunity protected air traffic control system

The model of information transmission over standard aviation communication link, protected by block cipher algorithm GOST 28147-89, as well as the implementation of noiseimmune coding.

Keywords: GOST 28147-89, aviation communication link, immunity encoding, encryption.

127