超短波演算法

『壹』 短波通信網路及加密技術

短波通信網路及加密技術

摘 要：短波通信網具有無中心自組織、無線傳輸帶寬有限、分布式控制等特徵，同時節點本身具有局限性，體現在無線節點的存儲、計算以及通信能力上。我們需要將短波通信的認證、加密、密鑰管理以及訪問控制等安全措施考慮在內。

本論文在密碼學的理論基礎上，針對短波通信的結構特點及應用需求，對短波通信加密技術進行了研究和實現。

關鍵詞：短波;加密;通信

1 短波通信的發展現狀

短波通信就是指不建立中繼站通過天波的電離層反射來實現的遠距離通信，並且在一定的頻率范圍內實現的高頻通信。

短波通信正是由於電離層的不可摧毀性才成為了軍事指揮的重要手段之一。由於短波通信在軍事通信上的不可替代性，從20世紀80年代初，短波通信進入了復興和發展的新時期。隨著技術的進步，許多的國家改進設備，改進系統來加速對短波的研究。

對於短波通信的一些缺點，我們已經找到了一些克服和改進的辦法。

穩定性、可靠性、通信質量和通信速率是短波通信的一些特性，在這些方面，世界各國都在積極研究發展，已經達到了一個新的水平，需要其他領域進一步的拓展。

2 短波通信的優缺點

1.優點：

①.一旦發生戰爭或災害，各種通信網路都可能受到破壞，衛星也可能受到攻擊.在各種通信方式中，短波所具有的優勢就是不受網路樞鈕和有源中繼體制的制約。

②.在超短波覆蓋不到的地方，比如山區、戈壁、海洋等地區，主要依靠短波實現通信;

③短波通信具有衛星通信所不具備的有點，比如不用支付話費，運行成本低.

2.缺點：

①.可供使用的頻段窄，通信容量小

國際規定每個短波電台佔用3.7KHZ的頻段寬度，而整個波段的頻帶寬度才28.5MHZ，為了避免相互間的干擾，全球只有7700多個可用短波信道，每個信道3.7KHZ的現有帶寬大幅制約了提高信道容量和數據傳輸速率.

②.信道差

地波是短波傳播的基本途徑之一，短波的地波信號可以沿海面傳播1000公里左右，由於海水介質的電導特性，海面介質成為了船舶的最佳方式。然而陸地表面介質電導特性差且對電波衰耗大，電波的衰耗程度對不同的陸地表面介質而不同.

短波信號沿地面最多隻能傳播幾十公里.與天波傳播不同，地波傳播不需要經常的改變工作頻率，但要將障礙物的阻擋考慮在內。電離層會產生變化，在高度和密度方面可能會受晝夜、季節、氣候等因素的影響，產生一些不良的後果，比如雜訊較大等。

短波的主要傳播途徑是天波。天波是不穩定的傳播，其原理見到那來說就是電離層和地面將信號來回反射的過程。這個短波信號通過天線發出的，並且不受地面障礙物阻擋，傳播距離也不受限制。但天波在傳播過程中，也會產生一些影響通信效果的因素，後果就是造成信號的弱化和畸變等等。

③.大氣和工業無線電雜訊干擾嚴重

工業電磁輻射的無線電雜訊干擾在短波頻段的平均強度很高，此外，大氣無線電雜訊和無線電台間的干擾，尤其是脈沖型突發雜訊，使短波通信的質量深受影響，常會使數據傳輸發生嚴重錯誤，影響通信質量.

3 短波語音傳輸加密

在我國，短波語音通信的主要設備就是對講機。我們要實現加密技術的'最終目的就是為了在語音信道中傳輸加密信號，這種信號不被第三方所知。即使採用同一技術的通信設備，也不會被通信設備的雙方在通信過程中容納以合法身份進入。總的來說，我們要實現的短波語音傳輸加密技術要以實用性、保密性、安全性、可靠性和先進性作為其研究的主題。

我們所要實現的短波語音加密技術採用軟硬體並重的方式，在硬體上，採用我們自行研究開發的保密電子線路。

軟體上，採用自行設計開發的融入了加密演算法和密鑰管理的計算機匯編程序，可以不定期的對軟硬體進行更新換代，這樣實現的目的有其十分明顯的優點，即使有人從硬體上了解了加密的基本思路，但是軟體仍然有一層保障，因為對硬體信號的加脫密控制都是由軟體來實現的，這樣就可以防止其接觸到具體的加密技術方案。

硬體加密線路主要採用DSP處理器晶元、加密演算法晶元和語音加脫密晶元來實。在硬體上不僅要實現加脫密處理的功能，同時為了防止原有的語音信號失真，在整個加脫密線路中增添了許多濾波、整流、功率放大和雜訊干擾的功能模塊。

軟體實現主要從身份認證、加密和脫密、密鑰管理等來實現的。其中，在機密中，通信雙方身份互相確認後，要傳送的一方把語音信號模/數轉換後利用核心加密演算法做加密處理。接收的一方把線路中傳輸的普通語音信號中的模/數轉化後做脫密處理，並且用於加密的密鑰和脫密的密鑰不能相通。

4 短波通信系統網路向第三代全自適應網路方向發展

在通信技術飛速發展的今天，短波通信必須與網路互通，與系統兼容來實現其自身的發展。短波通信也要建立一個完善的系統，保證其高效、可靠並且抗干擾性強等。我們要改變傳統的短波通信方式帶來的缺點，它在如何實時選頻以及頻率復用等問題還需要進一步的探究。

軍事通信領域是國家的重點保護領域，世界發達國家沒有停止過對短波通信技術的研究。短波通信領域仍然不斷取得重大技術突破，推動著短波通信技術的發展。現如今，我們進入了信息時代，更要拓展短波通信領域來發展我國通信。

基於以上我們對短波通訊的闡述，更加確定了短波通訊在現代中的地位。我們所論及的信息安全技術，一直是世界各國政府高度重視其研究和應用的高科技領域，隨著世界科技的蓬勃發展，不易破譯的信息安全技術正是社會的廣泛需求。

參考文獻

[1] 王炳錫.變速率語音編碼[M].西安：西安電子科技大學出版社，2004

[2] 姚天任.數字語音編碼[M].北京：電子工業出版社，2001

[3] 胡中豫.現代短波通信[M].北京：國防工業出版社，2005

『貳』 C波段中的Ku波段區別

波段
在指定的最低波長與最高波長之間的波長范圍。波段通常是由無線電波按一定性質劃分成的。無線電波一般指波長由100,000米到0.75毫米的電磁波。根據電磁波傳播的特性，又分為超長波、長波、中波、短波、超短波等若干波段。
c波段
是頻率從3.7-4.2GHz的一段頻帶，作為通信衛星下行傳輸信號的頻段。
世界各地標准
德克薩斯州的頻率波段接收頻率
擴展C波段5.850 -6 .425G Hz的3 .625- 4. 200千兆赫
超級擴展C波段5.850 -6 .725G Hz的3 .400- 4. 200千兆赫
衛星C波段6.725 -7 .025G Hz的4 .500- 4. 800千兆赫
帕拉帕C波段6.425 -6 .725G Hz的3 .400- 3. 700千兆赫
俄羅斯C波段5.975 -6 .475G Hz的3 .650- 4. 150千兆赫
LMI的C波段5.7250 -6 .025G Hz的3 .700- 4. 000千兆赫
C波段和Ku波段區別
一、Ku波段衛星數字廣播的特點：
與以往的C波段衛星模擬廣播相比，由於使用了較高頻率的Ku波段及先進的數字壓縮技術，Ku波段衛星數字廣播具有其突出的特點。
1、Ku波段衛星廣播的主要特點：
(1)Ku波段衛星單轉發器功率一般比較大，多採用賦形波束覆蓋，衛星EIRP較大，加上Ku波段接收天線效率高於C波段接收天線，因此接收Ku波段衛星節目的天線口徑遠小於C波段，從而可有效地降低接收成本，方便個體接收;
(2)C波段衛星廣播遭受地面微波等干擾源的同頻干擾比較嚴重，而Ku波段的地面干擾很小，大大地降低了對接收環境的要求;
(3)降雨對Ku波段衛星廣播的影響比較嚴重，其上下行信號降雨衰耗遠大於C波段，暴雨情況下Ku波段上行或下行鏈路瞬間雨衰量可超過20dB，而C波段最大雨衰量一般不超過1dB。
2、衛星數字廣播的主要特點： 數字壓縮技術在衛星廣播中的應用是廣播電視傳送技術的一次重大變革，採用MPEG-2視頻壓縮標准及MUSICAM 音頻壓縮方法的DVB-S衛星數字廣播具有模擬方式不可比擬的優勢，毫無疑問地會在衛星廣播領域迅速取代傳統的模擬調頻傳送方式。
(1)利用數字壓縮技術的衛星數字廣播極大地降低了傳送的視音頻碼率，對衛星轉發器的頻帶及功率需求大大低於模擬方式，同一轉發器可播送更多的節目，大幅度降低了節目播出費用;
(2)衛星數字廣播由於採用了強有力的糾錯演算法，傳送質量很高，接收門限很低。與模擬廣播接收質量的漸變式劣化不同，只要在接收門限上，數字廣播信號就沒有可察覺的失真、干擾和衰弱;
(3)衛星數字廣播可提供數據傳輸和多媒體功能及加擾和授權的能力，特別有利於直接到戶的付費服務。 Ku波段衛星數字廣播結合了Ku波段及數字技術的特點，非常適合於分散的小口徑天線個體接收，特別是衛星廣播電視節目直接到戶DTH服務，而由於Ku波段雨衰問題比較嚴重，做為可靠性要求非常高的衛星節目分配業務則選用C波段傳送更為有利。