大信号掩盖技术在信息安全中的应用分析

　　刘文贺张力康奔
　　【摘要】在二十世纪七十年代，卫星通信出现在人类世界，经过将近半个世纪的发展，卫星通信逐渐在商用和军用通信领域内得到普及与应用，与此同时，保证卫星通信的信息安全也变得越来越重要。因此，本文主要以当下的卫星通信信息安全的现状为出发点，对大信号掩盖技术在信息安全中的应用进行详细的分析。
　　【关键词】卫星通信；大信号掩盖技术；信息安全
　　当下，国内外的环境比较严峻，许多敌对势力经常采取各种措施来窃取我国的秘密信息。作为保障政府信息安全的核心产业，信息安全产业的主要作用在于为政府信息化基础设施和信息系统安全保障提供相关的产品以及服务。因此，必须扩大大信号掩盖技术在信息安全中的应用范围，进而增强信息的安全性。
　　一、PCMA（成对载波多址）简述
　　一般来说，卫星通信系统都是通过对多址接入技术的应用来传输多路信号。FDMA（频分多址）技术主要作用在于用相异频率的载波传输不同的信号〔1〕。TDMA指的是时分多址技术，其作用在于在时间上将不同的信号进行区分，实现各路的信号在不同时隙的通道内进行传输。CDMA（码分多址）的接入方法采用的是CDMA扩频码区分信号，可以实现利用相同载波在同一时间内进行传输。混合系统，例如多频时分址系统主要结合了多个类型的多址接入方式，接收机可以依据终端传输信号在频率以及时隙上的不同对各种信号进行准确的识别。PCMA技术主要是充分应用的卫星通信自身的特征，使互相通信的终端实现频率重用，促进容量的加倍。
　　PCMA技术主要指的是双向卫星通信中的频率复用技术，它可以保证两个不同的地球站在进行通信时，可以在同一时间内运用频率相同、时隙相似或者相同的CDMA码。PCMA的构成主要是两个终端进行双向通信，各个终端的发射信号在通过卫星的转发之后，都可以被自身所接收到。卫星转发器的作用在于可以转变信号的链路，但并不能对接收到的上行信号进行调制并实现转发，而是将上行链路信号进行扩大或者是更改频率，最后再将信号传送到地面终端。
　　在衛星通信系统中应用PCM技术十分的必要。它可以使卫星通信系统在相同的频段内为数量较多的客户提供相应的服务，并在一定程度上降低带宽，进而实现经济成本的降低。除此之外，还可以在保证成本低廉的条件下为各个客户提供更大的带宽，进而提升自身的服务质量以及服务效率。总的来说，PCMA技术可以与很多技术实现结合应用，例如FDMA技术、CDMA技术以SDMA技术等等，其主要的优势在于在保证较低的误码率的基础之上，只需要将接收位能量和噪音功率谱密度比降低，就可以促进卫星系统的容量实现加倍〔2〕。
　　二、大信号掩盖技术的工作原理
　　对于PCMA的工作原理的探讨，可以将地面站设置为A站与B站，它们的发送信号依次设置为Sl与S2，S1和S2所占用的频带以及时隙都没有任何差异，共同使用一个物理通道，并且具有相似或者相同的功率，A地面站与B地面站都可以接收到下行信号S3。因为每一个地面站都明确了自身的发射信号，所以在对下行信号接收完毕之后，可以在S3中将自身的发射信号进行清除，再进行后续的处理，进而可以获取其他地面站所发射的信号。
　　在PCM方式下，在时域以及频域上通信双方的发射信号可以实现完全的重叠，与FDMA技术进行比较，PVMA技术的频带利用率可以增长一倍左右，换句话说技术可以减少一半的带宽。本文所探讨的大信号掩盖下小信号的传送方式，主要是不对称的PCMA传输方式。可以将通信系统中的主站设置为A，其他的小站依次设置为B1、B2、B3等，主站A的上行信号X是大载波，与其他小站的上行信号S1、S2等相比，大载波的功率以及带宽都相对较大，并且通信系统内部各个终端都可以接收到下行信号，在频谱上，各个小站的上行信号不是相互叠加的，但是他们都属于主站A的大载波X的频带范围之中。
　　因为大信号与小信号的发射功率具有很大的差别，对于各个小站来说，可以通过对自身接收到的信号进行直接的解调就可以获取主站所发射的信息，并且在没有抵消本地所发射的信号的情况下，也可以对主站大载波X进行精确的解调，其中小信号所产生的影响可以忽略不计。但对于主站而言，要想获取各个小站所发射的信息，就必须将本地的发送信号进行抵消。对这种不是对称的PCMA技术进行应用时，大信号的发射功率与小信号的发射功率存在很大的不同，在大信号的掩盖之下，小信号可以实现传送，并且不易被侦收站所截取。及时小信号被侦收站检测到，因为侦收站对于发射信号的先验知识并没有相应的了解，因此很那实现对小信号的解调，这就使小信号传输的安全性得到保证。如果在对大信号掩盖技术进行应用的同时，再用想用的加密技术进行通信，那么小信号传输的安全性将会得到更大的提高。
　　三、大信号掩盖技术的应用以及前景
　　当下，宽带多媒体卫星通信系统应用的大多是MFTDMA的接入技术。用户终端可以通过对不同类型载波的共享，将各个载波划为很多个时隙，进而实现资源的共享与利用。但是，应用MFTDMB技术时会降低频谱的利用率，进而导致相关信息的泄露。通过对大信号掩盖技术的应用，通信双方可以应用相同的频率以及时隙通信，进而提升对频谱资源的利用效率，在一定程度上保障了信息传输的安全性。例如当下有公司运营的ArcLight系统就对这种技术原理进行了全面的应用，进而提升了数据传输的效率以及对带宽的利用程度，减少了对经济成本的耗费。
　　ArcLight系统通过对PCMA技术的应用，可以使多路低速率的反向链路以及高速率的前向链路所应用的物理带宽相同。在网络中，信号的传输方式不是互相对称的，主站在对各个小站发射的信号时，所用功率较大，而各个小站向主站发射信号时，功率相对较小。在通信系统中，各个终端所接收到的信号都是主站所发射的信号以及各个小站所发射的信号之间的叠加，在主站大信号的掩盖下实现对小信号的传输，主站终端通过对PCMA技术的利用，实现对自身发射信号的抵消，进而可以解调小站所发射的信息，而小站由于所接收到的信号的信噪相对较大，因此可以直接获取主站所发射的信号。除此之外，因为CDMA技术的突发信号对时隙的没有相关的要求，因此，在对这种非对称的PCMA技术进行应用时，用户接入网络的方式会变得比较简易和快捷，进而为用户带来了很多的方便。
　　目前，大信号的掩盖技术还处于一个比较初级的阶段，因为大信号掩盖技术具有扩大系统吞吐量、减少带宽、传输效率高等优势，因此其在未来具有广阔的发展前景。它可以增强通信系统中信息传输的安全性，在发射信号时，可以实现将相对重要的信息掩盖在大信号之间进行传递，因此信号被截取的概率相对较小，及时相关的认证系统以及加密算法遭到破解，一些比较重要的信息也不会得到泄露。
　　四、结语
　　总而言之，当下的社会是一个信息化的社会，信息安全产业在近几年来得到了飞速的发展，逐渐成为了我国的核心型产业，信息安全产业要想促进自身的继续发展，就必须加大对前沿技术的研发以及应用的水平，增强自身的创新能力，进而保证信息传输的安全性。因此，普及与应用大信号掩盖技术是十分必要的。
　　【参考文献】
　　〔1〕王世伟。论大数据时代信息安全的新特点与新要求〔J〕。图书情报工作，2016，60（06）：514。
　　〔2〕陈琦，李伟。大信号掩盖技术在信息安全中的应用〔J〕。电信快报，2014（05）：35。