推动信号管控产业化、助力信息网络安全

2019-04-19欧幸宝

数字通信世界 2019年3期

欧幸宝

（三维通信股份有限公司，杭州 310053）

1 产业化背景

近年来，随着5G通信技术、物联网技术、云计算、人工智能等高新科技迅速发展，以信息化的本质需求为基础，构建全社会向信息化、智能化为发展的必然趋势，信号管控成为当前信息化推进过程中的主要难题，监管场所无时无刻不面临着因为不受监管的信号入侵而带来的信息安全风险，在这种背景下，管制区针信号管控提出了迫切的需求。

2 市场需求分析

虽然我国的计算机信息技术、网络安全技术发展比较迅速，但是与国际先进水平仍然存在着一定的差距，网络安全技术投入在当前我国市场上的占网络计算机信息化技术投入的比例比较低。尽管我国的所有网络安全与信息技术的相关产业都希望自己做大、做强，但是这并不是一蹴而就的事情，因为整体来看我国的网络安全规模和竞争能力还是比较弱的，这对我国的某些关键领域的安全防护技术的发展起到了一定的限制作用，我国的网络信息安全技术行业仍然存在着极大的发展空间。信号管控系统广泛应用于国家重要涉密场所，如国防、公安、监狱、军队、能源、政务、医疗、教育等领域，具有广阔的市场前景，市场总规模超过1000亿。

3 关键技术创新

信号管控系统运用了当前最新的自主开发的算法，引入了当前的最新技术，如数字化的上下变频技术、数字化预失真技术、波峰因数减小技术以及软件无线电技术等等。实现信号对抗高效处理，提高系统效率，优化系统资源；解决了信息化发展过程中信息安全的一系列困难问题。

其关键的创新性的技术主要有一下几种：

（1）数字上下变频技术：该技术是建立在信号处理平台（FPGA）基础上的，结合了复用技术，同时通过高速时钟频率相关技术实现了数字化控制的上下变频技术，并且内部安装了DDS可以对通道频率进行有效配置，具有自适应调整的功能。

（2）波峰因数减小技术：该技术可以准确、有效地数字化地控制电子信号，也就是说在任何输入条件下都可以达到功率放大器的最佳功率，有效实现了模块化设计，便于升级，而且可以适合多载波消峰。

（3）数字预失真技术：数字预失真功放就是在输入信号和高功率放大器之间插入一个具有与放大器非线性特性相反的非线性单元，从而使整个系统呈现线性特性。功放的输出信号y（n）经过反馈路径调整增益后作为预失真训练网络的输入，该信号经过预失真训练网络后输出，然后与功放的输入信号进行比较，该误差信号用于预失真训练网络的自适应信号处理。若预失真训练网络的自适应算法收敛，即，那么把预失真训练网络的系数完全复制到预失真器中，就会有：当时，即其中G是整机增益，整机的输出相对于输入信号，表现为线性特性。如图1。

图1

在非线性系统理论中，经常采用记忆多项式模型、wiener模型以及hammerstein模型等来构建有记忆非线性系统。在图1的预失真器以及预失真器训练网络中，采用记忆多项式模型来模拟非线性功放的逆特性。数学表述如下式，其中K为非线性阶数，L为记忆深度。

预失真训练网络对该模型参数的估计是一个自适应滤波的过程，这里选择LMS（最小均方误差）算法作为预失真训练网络系数的更新算法。复数域LMS算法系数更新公式为：

数字预失真技术大大提高系统效率，在提高系统效率的同时，能有效保证其线性指标满足要求，解决射频的线性与效率矛盾，而且能跟踪由于器件老化、温度变化等工作条件和工作环境变化所造成的功放线性特性变化，一直保持良好的线性效果，解决信号管控系统所普遍存在的效率与线性问题，具有重大的意义。

4 推动产业化的意义

在当前信息化技术、网络安全技术以及人工智能等高新技术迅速发展的新时代，网络安全产业并不是在“孤军奋战”，信息化技术、人工智能技术等多种高新技术可以有效联合网络安全技术形成新的发展引擎，网络安全技术的发展形势以及发展方向直接影响到其他产业的运营与发展。因此，为了有效保障我国网络安全产业的高效、快速、健康、稳定发展，应该持续极大资金投入力度，持续强化对需求产业的合理规划，采用多元化的促进方式，有效促进我国整体网络信息安全产业的发展。