Применение сигналов OCDM-OFDM с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты для предотвращения атак на физическом уровне

Авторы

Карпухин Е. О.^*, Макаренков Н. С.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: ret1987@yandex.ru
**e-mail: nik.makarenkov95@gmail.com

Аннотация

В работе предложено использовать сигналы OCDM-OFDM с ППРЧ для противодействия атакам на физическом уровне модели OSI и повышению структурной скрытности сигнала. Рассмотрена помехозащищенность от ретрансляционных помех, показатели структурной скрытности и влияние эффекта Доплера. Имитационное моделирование показало энергетический выигрыш в 1Дб при использовании предложенной сигнально-кодовой конструкции перед сигналами с OFDM-ППРЧ в условиях воздействия ретрансляционной помехи. Также показано, что сигналы данного типа обладают более высокими показателями структурной скрытности, а также более устойчивы к эффекту Доплера по сравнению с сигналами с OFDM-ППРЧ.

Ключевые слова:

сигнально-кодовые конструкции OFDM, OCDM, ППРЧ, LDPC коды, эффект Доплера

Библиографический список

1. Приступа В.В., Зайцев С.В. Исследование характеристик помехозащищенности беспроводных сетей с сигналами OFDM с внутрибитовой псевдослучайной перестройкой поднесущих частот в условиях установки оптимальных помех // Математические машины и системы. 2015. № 1. С. 84 - 95.

2. Кузнецов В.С., Волков А.С., Солодков А.В., Слепов А.В. Исследование OFDM с первичной амплитудно-фазовой амплитудно-импульсной модуляцией с частотной эффективностью 10 бит/отсчет // Труды МАИ. 2019. № 104. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=102149

3. Кузнецов В.С., Волков А.С., Соковиков С.А. Исследование сигналов OFDM с первичной амплитудной фазовой – амплитудной импульсной модуляцией // Труды МАИ. 2018. № 101. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=97021

4. Филатов В.И., Борукаева А.О., Бердиков П.Г., Кулаков Д.В. Разработка методов различения сложных помехоустойчивых сигналов // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=104188

5. Карпухин Е.О., Мазепа Р.Б., Михайлов В.Ю. Исследование перспективных сигнально-кодовых конструкций на основе FH-OFDM при воздействии Доплеровского сдвига частоты // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2016. Т. 8. № 1. С. 12 - 16.

6. L. Wang and B. Jezek. Ofdm modulation schemes for military satellite communications // Military Communications Conference, MILCOM 2008, IEEE, December 2008. DOI: 10.1109/MILCOM.2008.4753506

7. Orthogonal code division multiplex CCK (OCDM-CCK) method and apparatus for high data rate wireless LAN: Patent US 8130814B2 / Ram Sivaswamy, Pradeep Siva Swamy, date: Mar. 6, 2012.

8. Gallager R.G. Low Density Parity Check Codes, Cambridge, MA, MIT Press, 1963, 90 p.

9. Mohamed Adnan Landolsi. A Comparative Performance and Complexity Study of Short-Length LDPC and Turbo Product Codes // Information and Communication Technologies, ICTTA '06, 2006, vol. 2. DOI: 10.1109/ICTTA.2006.1684775

10. Thomas R. Halford, Metin Bayram, Cenk Kose, Keith M. Chugg, Andreas Polydoros. The F-LDPC Family: High-Performance Flexible. Modern Codes for Flexible Radio // Spread Spectrum Techniques and Applications, ISSSTA '08, September 2008, DOI: 10.1109/ISSSTA.2008.75

11. D.P. Rathod, R.N. Awale. Short-Cycle Reduction Algorithm in Parity-Check Matrix of an Irregular LDPC code to Improve Error Floor Rate and Computational Complexity // International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJIRAE), 2014, vol. 1, issue 7, available at: http://www.ijirae.com/volumes/vol1/issue7/AUEE10086.35.pdf

12. Luca Barletta and Arnaldo Spalvieri. Design of Short, High-Rate DVB-S2-Like Semi-Regular LDPC Codes // Research Letters in Communications, vol. 2008, Article ID 324503, available at: http://dx.doi.org/10.1155/2008/324503

13. Осипов Н.А., Шавин А.С., Тарасов А.Г. Модели каналов передачи информации автоматизированных систем подготовки и пуска ракет космического назначения в среде Simulink // Труды МАИ. 2015. № 83. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=62255

14. Лебедев Ю.И. Системы широкополосного доступа 4 поколения: выбор сигнально-кодовых конструкций // Первая миля. 2010. № 5–6. С. 56 – 59.

15. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. – М.: Радио и связь, 2003. – 640 с.

16. Бабинцев Е. С., Лянгузов К. А. Структурная скрытность сложного сигнала с ППРЧ // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2007. № 3. C. 57 - 58.

17. Майков Д. Ю., Вершинин А. С. Влияние эффектов Доплера на OFDM сигнал // Молодой ученый. 2014. № 21 (80). С. 175 - 179.

18. M. Strasser, C. Pöpper, S. Capkun. Efficient Uncoordinated FHSS Anti-jamming Communication // MobiHoc '09 Proceedings of the tenth ACM international symposium on Mobile ad hoc networking and computing, 2009, pp. 207 - 218.

19. M. Lichtman, J.D. Poston, S. Amuru, C. Shahriar, T.C. Clancy, R.M. Buehrer, J.H. Reed. A communications jamming taxonomy / IEEE Security & Privacy, 2016, vol. 14, no. 1, pp. 47 – 54.

20. L. Ding, R. Li, Y. Wang, L. Dai, F. Chen. Discrimination and identification between mainlobe repeater jamming and target echo by basis pursuit // IET Radar, Sonar & Navigation, January 2017, vol. 11, issue 1, pp. 11 – 20.

Скачать статью