RU2353057C1 - Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех - Google Patents

Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех Download PDF

Info

Publication number
RU2353057C1
RU2353057C1 RU2007127227/09A RU2007127227A RU2353057C1 RU 2353057 C1 RU2353057 C1 RU 2353057C1 RU 2007127227/09 A RU2007127227/09 A RU 2007127227/09A RU 2007127227 A RU2007127227 A RU 2007127227A RU 2353057 C1 RU2353057 C1 RU 2353057C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrical signal
voltage
values
law
quality
Prior art date
Application number
RU2007127227/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007127227A (ru
Inventor
Виктор Иванович Тупота (RU)
Виктор Иванович Тупота
Владимир Григорьевич Герасименко (RU)
Владимир Григорьевич Герасименко
Александр Николаевич Бортников (RU)
Александр Николаевич Бортников
Владимир Алексеевич Бурмин (RU)
Владимир Алексеевич Бурмин
Алексей Алексеевич Самсонов (RU)
Алексей Алексеевич Самсонов
Алексей Федорович Петигин (RU)
Алексей Федорович Петигин
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю filed Critical Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю
Priority to RU2007127227/09A priority Critical patent/RU2353057C1/ru
Publication of RU2007127227A publication Critical patent/RU2007127227A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2353057C1 publication Critical patent/RU2353057C1/ru

Links

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех относится к области радиосвязи, электросвязи и вычислительной техники, а конкретнее к области способов и устройств защиты информации в вычислительных сетях. Технический результат - повышение точности оценки качества маскирующей прямошумовой помехи. Сущность изобретения заключается в приеме маскирующей прямошумовой помехи, преобразовании ее в электрический сигнал, осуществлении дискретизации по времени отсчетов мгновенных значений электрического сигнала, измерении для дискретных моментов времени уровней напряжения электрического сигнала, построении гистограммы закона распределения мгновенных значений напряжения электрического сигнала и вычислении энтропийного коэффициента качества мгновенных значений напряжения электрического сигнала относительно эталонного нормального закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала и отличается от известных способов тем, что дополнительно принятую маскирующую прямошумовую помеху демодулируют по амплитуде, преобразуют ее в напряжение амплитуды электрического сигнала, осуществляют дискретизацию по времени отсчетов напряжения амплитуды электрического сигнала, измеряют для дискретных моментов времени уровни напряжения амплитуды электрического сигнала, строят гистограмму закона распределений значений напряжения амплитуды электрического сигнала, вычисляют энтропийный коэффициент качества значений напряжений амплитуды электрического сигнала относительно эталонного релеевского закона распределения значений напряжений амплитуды электрического сигнала, а энтропийный коэффициент качества маскирующей прямошумовой помехи определяют как произведение энтропийных коэффициентов качества мгновенных значений напряжения электрического сигнала и значения напряжения амплитуды электрического сигнала. 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области радиосвязи, электросвязи и вычислительной техники, а конкретнее к области способов и устройств защиты информации в вычислительных сетях.
Уровень техники
Известны способы оценки качества маскирующих прямошумовых помех (далее по тексту описания - маскирующих помех), создаваемых для защиты побочных электромагнитных излучений средств вычислительной техники и средств передачи информации по каналам связи в вычислительных сетях (см., например, [1] стр.3-5, [2, 3] стр.9-11, [4] стр.229-246, [5]).
В известных способах для оценки качества маскирующих помех используют энтропийный коэффициент [1]. При этом определяют эталонные статистические характеристики мгновенных значений маскирующих помех для нормального закона распределения, при которых достигается максимальный маскирующий эффект, а затем определяют энтропийный коэффициент качества для реальной излученной маскирующей помехи, статистические характеристики которой отклоняются от эталонных [1-3].
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ, описанный в [1-3]. Способ заключается в том, что принимают маскирующую помеху, преобразуют ее в электрический сигнал, осуществляют дискретизацию отсчетов мгновенных значений электрического сигнала, измеряют для всех дискретных моментов времени уровни напряжений ui
Figure 00000001
электрического сигнала, строят гистограмму закона распределения мгновенных значений напряжения электрического сигнала pi(ui)
Figure 00000002
, вычисляют с использованием гистограммы средневзвешенное значение uср напряжения электрического сигнала по формуле
Figure 00000003
,
вычисляют с использованием гистограммы среднеквадратическое значение σ напряжения электрического сигнала по формуле
Figure 00000004
,
вычисляют с использованием гистограммы энтропию Н закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала по формуле
Figure 00000005
,
вычисляют энтропийный коэффициент качества ηМ мгновенных значений напряжений электрического сигнала относительно эталонного нормального закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала по формуле
Figure 00000006
,
используют полученное значение ηМ энтропийного коэффициента качества мгновенных значений напряжений электрического сигнала для оценки качества маскирующих помех.
Описанный способ-прототип имеет существенный недостаток. При наличии спектральных составляющих в маскирующей помехе имеет место большая погрешность при определении энтропийного коэффициента качества этой маскирующей помехи, поскольку в этом случае закон распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала будет мало отличаться от нормального закона распределения. В то же время наличие спектральных составляющих в маскирующей помехе резко снижает ее качество, поскольку значительная часть энергии маскирующей помехи будет сосредоточена в спектральных составляющих, которые не обладают маскирующими свойствами и которые могут быть скомпенсированы при приеме или удалены режекторными фильтрами.
Таким образом, в изобретении решается проблема повышения точности оценки качества маскирующих помех.
Раскрытие изобретения
Решение проблемы достигается тем, что в известном способе оценки качества маскирующих прямошумовых помех, заключающимся в том, что принимают маскирующую прямошумовую помеху, преобразуют ее в электрический сигнал, осуществляют дискретизацию отсчетов мгновенных значений электрического сигнала, измеряют для всех дискретных моментов времени tf
Figure 00000007
уровни напряжений электрического сигнала, строят гистограмму закона распределения мгновенных значений электрического сигнала рi(ui)
Figure 00000008
, вычисляют с использованием гистограммы средневзвешенное значение uср напряжения электрического сигнала по формуле
Figure 00000009
,
вычисляют с использованием гистограммы среднеквадратическое значение σ напряжения электрического сигнала по формуле
Figure 00000010
,
вычисляют с использованием гистограммы энтропию Н закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала по формуле
Figure 00000011
,
вычисляют энтропийный коэффициент качества ηМ мгновенных значений напряжений электрического сигнала относительно эталонного нормального закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала по формуле
Figure 00000012
,
согласно изобретению дополнительно осуществляют амплитудную демодуляцию принятой маскирующей прямошумовой помехи, преобразуют демодулированную помеху в напряжение амплитуды электрического сигнала, измеряют для всех дискретных значений времени уровень напряжения амплитуды электрического сигнала, строят гистограмму закона распределений значений напряжения амплитуды электрического сигнала
Figure 00000013
рассчитывают с использованием гистограммы второй момент
Figure 00000014
закона распределения значений напряжения амплитуды электрического сигнала по формуле
Figure 00000015
,
рассчитывают с использованием гистограммы математическое ожидание m натурального логарифма значений напряжения амплитуды электрического сигнала по формуле
Figure 00000016
,
вычисляют с использованием гистограммы энтропию Н0 закона распределения значений напряжений амплитуды электрического сигнала по формуле
Figure 00000017
,
вычисляют энтропию Нp эталонного релеевского закона распределения по формуле
Figure 00000018
,
где
Figure 00000019
- параметр релеевского закона распределения;
c=0,577 - постоянная Эйлера,
вычисляют энтропийный коэффициент качества η0 амплитуды электрического сигнала по формуле
Figure 00000020
вычисляют энтропийный коэффициент качества η маскирующего шума по формуле
η=ηМ·η0,
используют полученное значение η энтропийного коэффициента качества для оценки качества маскирующего шума.
Эти отличительные по сравнению с прототипом признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".
В предлагаемом способе оценки качества маскирующей помехи перечисленная совокупность существенных признаков в указанном порядке обеспечивает высокую точность оценки качества маскирующей помехи, так как в этом случае учитывают влияние гармонических составляющих в спектре излученной маскирующей помехи на энтропийный коэффициент качества этой помехи. Для этого используют эталонные статистические характеристики амплитуды помехи, при которых достигается максимальный маскирующий эффект.
Поскольку закон распределения амплитуды маскирующей помехи имеет жесткую функциональную связь с энергетическим спектром этой помехи, то появление в ней гармонических составляющих, а также малейшее отклонение спектра помехи от эталонного, приводит к изменению закона распределения амплитуды этой помехи. Эталонный закон распределения амплитуды маскирующей помехи является релеевский, поскольку в этом случае достигается максимальный маскирующий эффект, так как он соответствует стационарному случайному процессу, у которого мгновенные значения случайной величины подчинены нормальному закону распределения, а значения амплитуды случайной величины подчинены релеевскому закону распределения.
Поскольку эталонный закон распределения мгновенных значений маскирующей прямошумовой помехи является нормальным, то в качестве ограничения для сравниваемых законов распределения рассматривают только дисперсию. В этом случае максимальной энтропией будет обладать нормальный закон распределения по отношению ко всем другим законам распределения [4].
Поскольку эталонный закон распределения амплитуды маскирующей помехи является релеевским, то в этом случае в качестве ограничения для сравниваемых законов распределения рассматривают второй момент закона распределения и математическое ожидание логарифма случайной величины, так как в этом случае максимальной энтропией будет обладать релеевский закон распределения по отношению ко всем другим законам распределения, в том числе и по отношению к нормальному закону распределения [4, 5].
Именно новое свойство совокупности признаков, приводящих к существенному увеличению точности при оценке качества маскирующего шума, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
Описание изобретения сопровождается чертежом, где обозначено:
блок 1 - источник маскирующей прямошумовой помехи;
блок 2 - измерительный приемник с амплитудным демодулятором;
блоки 3, 4 - измеритель корреляционных характеристик типа Х6-4;
блок 5 - персональный компьютер.
Осуществление изобретения
Предлагаемый способ оценки качества маскирующей помехи опробован в лабораторных условиях. Изготовлен опытный образец устройства для реализации данного способа. Кроме того, данный способ может быть реализован с использованием устройств, представленных на чертеже.
Маскирующую помеху формируют в блоке 1 и излучают в окружающее пространство. В блоке 2 принятую помеху на промежуточной частоте преобразуют в электрический сигнал, который подают на первый измеритель корреляционных характеристик типа Х6-4 (блок 3). Одновременно в блоке 2 принятую помеху демодулируют по амплитуде и преобразуют в напряжение амплитуды электрического сигнала, которое подают на второй измеритель корреляционных характеристик типа Х6-4 (блок 4). В блоке 3 осуществляют дискретизацию по времени электрического сигнала, измерение уровней сигнала для дискретных моментов времени и построение гистограммы плотности вероятности распределения значений электрического сигнала. Построенную гистограмму вводят в персональный компьютер (блок 5). В блоке 4 осуществляют дискретизацию по времени напряжения амплитуды электрического сигнала, измерение уровней напряжения амплитуды электрического сигнала для дискретных моментов времени и построение гистограммы плотности вероятности распределения значений напряжения амплитуды электрического сигнала. Построенную гистограмму вводят в персональный компьютер (блок 5). В блоке 5 с использованием построенной гистограммы плотности вероятности распределения значений электрического сигнала вычисляют средневзвешенное значение напряжения электрического сигнала, среднеквадратическое значение напряжения электрического сигнала, энтропию закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала и энтропийный коэффициент качества мгновенных значений напряжений электрического сигнала относительно эталонного нормального закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала, а с использованием гистограммы плотности вероятности распределения значений напряжения амплитуды электрического сигнала вычисляют второй момент закона распределения значений напряжения амплитуды электрического сигнала, математическое ожидание натурального логарифма значений напряжения амплитуды электрического сигнала, энтропию закона распределения значений напряжений амплитуды электрического сигнала, энтропию эталонного релеевского закона распределения амплитуды электрического сигнала, энтропийный коэффициент качества напряжения амплитуды электрического сигнала, а затем вычисляют энтропийный коэффициент качества маскирующей помехи, который используют для оценки качества этой помехи.
В соответствии с представленным описанием была проведена оценка энтропийного коэффициента качества маскирующей помехи, представляющего собой чисто гармоническое колебание. При использовании прототипа для оценки качества такой маскирующей помехи получено значение энтропийного коэффициента, равное 0,51. При использовании предлагаемого способа для оценки качества маскирующей прямошумовой помехи получено значение энтропийного коэффициента, равное 0,01. Теоретическое значение энтропийного коэффициента качества маскирующей помехи в этом случае равно 0.
Таким образом, предложенный способ позволяет существенно повысить точность оценки качества маскирующей помехи по отношению к прототипу, особенно тогда, когда в спектре маскирующей помехи имеются гармонические составляющие, поскольку статистические характеристики амплитуды маскирующей помехи в этом случае подчинены не релеевскому закону, а закону Раиса.
Реализация предлагаемого способа не вызывает затруднений, так как все блоки и узлы, входящие в устройство, реализующее способ, общеизвестны и широко описаны в технической литературе.
Источники информации
1. Пятачков А.Г. Защита информации, обрабатываемой вычислительной техникой, от утечки по техническим каналам. - М.: Факел, 2007. - 195 с.
2. ГОСТ Р ИСО 5479-2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения. - М.: Издательство стандартов, 2002. - 30 с.
3. Федоров М.В. Метод идентификации форм распределений малых выборок. - М.: Рос.хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева), 2002, №3. - 3 с.
4. Розенберг В.Л. Радиотехнические методы измерения параметров процессов и систем. - М.: Стандартиздат, 1970. - 308 с.
5. Мирский Г.Л. Радиоэлектронные измерения. - М.: Энергия, 1969. - 367 с.

Claims (1)

  1. Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех, заключающийся в том, что принимают маскирующую прямошумовую помеху, преобразуют ее в электрический сигнал, осуществляют дискретизацию отсчетов мгновенных значений электрического сигнала, измеряют для всех дискретных моментов времени tj (
    Figure 00000021
    ) уровни напряжений электрического сигнала, строят гистограмму закона распределений мгновенных значений напряжения электрического сигнала pi(ui) (
    Figure 00000022
    ), вычисляют с использованием гистограммы средневзвешенное значение и напряжения электрического сигнала по формуле
    Figure 00000023

    вычисляют с использованием гистограммы среднеквадратическое значение σ напряжения электрического сигнала по формуле
    Figure 00000024

    вычисляют с использованием гистограммы энтропию Н закона распределения мгновенных значений напряжений электрического сигнала по формуле
    Figure 00000025

    вычисляют энтропийный коэффициент качества ηM мгновенных значений напряжений электрического сигнала относительно эталонного нормального закона распределения мгновенных значений напряжения электрического сигнала по формуле
    Figure 00000026

    отличающийся тем, что дополнительно осуществляют амплитудную демодуляцию принятой маскирующей прямошумовой помехи, преобразуют демодулированную помеху в напряжение амплитуды электрического сигнала, измеряют для всех дискретных значений времени уровень напряжения амплитуды электрического сигнала, строят гистограмму закона распределений значений напряжения амплитуды электрического сигнала
    Figure 00000027
    (
    Figure 00000028
    ), рассчитывают с использованием гистограммы второй момент
    Figure 00000029
    закона распределения значений напряжения амплитуды электрического сигнала по формуле
    Figure 00000030

    рассчитывают с использованием гистограммы математическое ожидание m натурального логарифма значений напряжения амплитуды электрического сигнала по формуле
    Figure 00000031

    вычисляют с использованием гистограммы энтропию Н0 закона распределения значений напряжений амплитуды электрического сигнала по формуле
    Figure 00000032

    вычисляют энтропию Нp эталонного релеевского закона распределения по формуле
    Figure 00000033

    где
    Figure 00000034
    - параметр релеевского закона распределения;
    с=0,577 - постоянная Эйлера,
    вычисляют энтропийный коэффициент качества η0 амплитуды электрического сигнала по формуле
    Figure 00000035

    вычисляют энтропийный коэффициент качества η маскирующего шума по формуле
    η=ηM·η0,
    используют полученное значение η энтропийного коэффициента качества для оценки качества маскирующего шума.
RU2007127227/09A 2007-07-16 2007-07-16 Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех RU2353057C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127227/09A RU2353057C1 (ru) 2007-07-16 2007-07-16 Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127227/09A RU2353057C1 (ru) 2007-07-16 2007-07-16 Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007127227A RU2007127227A (ru) 2009-01-27
RU2353057C1 true RU2353057C1 (ru) 2009-04-20

Family

ID=40543491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007127227/09A RU2353057C1 (ru) 2007-07-16 2007-07-16 Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2353057C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550353C1 (ru) * 2014-07-22 2015-05-10 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Способ оценки качества маскирующего шума

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЯТАЧКОВ А.Г. Защита информации, обрабатываемой вычислительной техникой, от утечки по техническим каналам. - М.: Факел, 2007, март, с.3-5. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550353C1 (ru) * 2014-07-22 2015-05-10 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Способ оценки качества маскирующего шума

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007127227A (ru) 2009-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112180410B (zh) 一种导航信号伪距偏差修正方法
US20110294449A1 (en) Signal-based gain control
Ivanov et al. Universal ionosonde for diagnostics of ionospheric HF radio channels and its application in estimation of channel availability
CN107003383A (zh) 对移动终端定位时的到达时间toa获取方法及装置
CN115935605A (zh) 一种基于时频能同步计算的sar载荷卫星电磁干扰评估方法
CN116299241A (zh) 雷达天线扫描周期的测算方法、装置、设备和存储介质
RU2353057C1 (ru) Способ оценки качества маскирующих прямошумовых помех
Fadaei et al. Detection, characterization and mitigation of GNSS jammers using windowed HHT
CN108362951B (zh) 一种基站电磁辐射区间评估方法
CN111371436B (zh) 雷达天线扫描周期测量方法、装置、设备及存储介质
CN109060166A (zh) 一种水下温度遥感测量方法及系统
CN111157115B (zh) 一种水下布里渊散射光谱获取方法及装置
Soni et al. Analysis of colored noise and its effect on BER performance of wireless communication
Vogt-Ardatjew et al. Experimental extreme field strength investigation in reverberant enclosures
CN107255754B (zh) 一种基于海洋噪声环境下的电磁辐射测量修正方法
RU2351076C1 (ru) Способ оценки качества маскирующих амплитудно-модулированных шумовых помех
RU2346390C1 (ru) Способ оценки качества маскирующих частотно-модулированных шумовых помех
KR102017885B1 (ko) Ｅｍ 존의 다중 잡음 환경을 고려한 확률적 간섭 평가 장치 및 방법
Huang et al. Analysis of electromagnetic interference effect of the pulse interference on the navigation receiver
CN108718223A (zh) 一种非合作信号的盲频谱感知方法
Alvarez et al. Energy detection and eigenvalue based detection: An experimental study using GNU radio
RU2350023C1 (ru) Способ оценки качества маскирующего акустического (виброакустического) шума
CN108152622B (zh) 用于吸波暗室内车载通信系统受扰程度量化评估方法
Emil et al. A Method Based on Amplitude Probability Density Representation for Sounding High Frequency Noise in Ionospheric Channels
RU2341808C1 (ru) Устройство измерения отношения сигнал/шум

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110717