推動信號管控產(chǎn)業(yè)化、助力信息網(wǎng)絡安全

歐幸寶

（三維通信股份有限公司，杭州 310053）

1 產(chǎn)業(yè)化背景

近年來，隨著5G通信技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算、人工智能等高新科技迅速發(fā)展，以信息化的本質需求為基礎，構建全社會向信息化、智能化為發(fā)展的必然趨勢，信號管控成為當前信息化推進過程中的主要難題，監(jiān)管場所無時無刻不面臨著因為不受監(jiān)管的信號入侵而帶來的信息安全風險，在這種背景下，管制區(qū)針信號管控提出了迫切的需求。

2 市場需求分析

雖然我國的計算機信息技術、網(wǎng)絡安全技術發(fā)展比較迅速，但是與國際先進水平仍然存在著一定的差距，網(wǎng)絡安全技術投入在當前我國市場上的占網(wǎng)絡計算機信息化技術投入的比例比較低。盡管我國的所有網(wǎng)絡安全與信息技術的相關產(chǎn)業(yè)都希望自己做大、做強，但是這并不是一蹴而就的事情，因為整體來看我國的網(wǎng)絡安全規(guī)模和競爭能力還是比較弱的，這對我國的某些關鍵領域的安全防護技術的發(fā)展起到了一定的限制作用，我國的網(wǎng)絡信息安全技術行業(yè)仍然存在著極大的發(fā)展空間。信號管控系統(tǒng)廣泛應用于國家重要涉密場所，如國防、公安、監(jiān)獄、軍隊、能源、政務、醫(yī)療、教育等領域，具有廣闊的市場前景，市場總規(guī)模超過1000億。

3 關鍵技術創(chuàng)新

信號管控系統(tǒng)運用了當前最新的自主開發(fā)的算法，引入了當前的最新技術，如數(shù)字化的上下變頻技術、數(shù)字化預失真技術、波峰因數(shù)減小技術以及軟件無線電技術等等。實現(xiàn)信號對抗高效處理，提高系統(tǒng)效率，優(yōu)化系統(tǒng)資源；解決了信息化發(fā)展過程中信息安全的一系列困難問題。

其關鍵的創(chuàng)新性的技術主要有一下幾種：

（1）數(shù)字上下變頻技術：該技術是建立在信號處理平臺（FPGA）基礎上的，結合了復用技術，同時通過高速時鐘頻率相關技術實現(xiàn)了數(shù)字化控制的上下變頻技術，并且內(nèi)部安裝了DDS可以對通道頻率進行有效配置，具有自適應調整的功能。

（2）波峰因數(shù)減小技術：該技術可以準確、有效地數(shù)字化地控制電子信號，也就是說在任何輸入條件下都可以達到功率放大器的最佳功率，有效實現(xiàn)了模塊化設計，便于升級，而且可以適合多載波消峰。

（3）數(shù)字預失真技術：數(shù)字預失真功放就是在輸入信號和高功率放大器之間插入一個具有與放大器非線性特性相反的非線性單元，從而使整個系統(tǒng)呈現(xiàn)線性特性。功放的輸出信號y（n）經(jīng)過反饋路徑調整增益后作為預失真訓練網(wǎng)絡的輸入，該信號經(jīng)過預失真訓練網(wǎng)絡后輸出，然后與功放的輸入信號進行比較，該誤差信號用于預失真訓練網(wǎng)絡的自適應信號處理。若預失真訓練網(wǎng)絡的自適應算法收斂，即，那么把預失真訓練網(wǎng)絡的系數(shù)完全復制到預失真器中，就會有：當時，即其中G是整機增益，整機的輸出相對于輸入信號，表現(xiàn)為線性特性。如圖1。

圖1

在非線性系統(tǒng)理論中，經(jīng)常采用記憶多項式模型、wiener模型以及hammerstein模型等來構建有記憶非線性系統(tǒng)。在圖1的預失真器以及預失真器訓練網(wǎng)絡中，采用記憶多項式模型來模擬非線性功放的逆特性。數(shù)學表述如下式，其中K為非線性階數(shù)，L為記憶深度。

預失真訓練網(wǎng)絡對該模型參數(shù)的估計是一個自適應濾波的過程，這里選擇LMS（最小均方誤差）算法作為預失真訓練網(wǎng)絡系數(shù)的更新算法。復數(shù)域LMS算法系數(shù)更新公式為：

數(shù)字預失真技術大大提高系統(tǒng)效率，在提高系統(tǒng)效率的同時，能有效保證其線性指標滿足要求，解決射頻的線性與效率矛盾，而且能跟蹤由于器件老化、溫度變化等工作條件和工作環(huán)境變化所造成的功放線性特性變化，一直保持良好的線性效果，解決信號管控系統(tǒng)所普遍存在的效率與線性問題，具有重大的意義。

4 推動產(chǎn)業(yè)化的意義

在當前信息化技術、網(wǎng)絡安全技術以及人工智能等高新技術迅速發(fā)展的新時代，網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)并不是在“孤軍奮戰(zhàn)”，信息化技術、人工智能技術等多種高新技術可以有效聯(lián)合網(wǎng)絡安全技術形成新的發(fā)展引擎，網(wǎng)絡安全技術的發(fā)展形勢以及發(fā)展方向直接影響到其他產(chǎn)業(yè)的運營與發(fā)展。因此，為了有效保障我國網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)的高效、快速、健康、穩(wěn)定發(fā)展，應該持續(xù)極大資金投入力度，持續(xù)強化對需求產(chǎn)業(yè)的合理規(guī)劃，采用多元化的促進方式，有效促進我國整體網(wǎng)絡信息安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5 結束語

信號管控系統(tǒng)的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化，有利于提高我國信息網(wǎng)絡安全，提高產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品制造水平和產(chǎn)業(yè)核心競爭力，完善具有中國自主知識產(chǎn)權的信息安全產(chǎn)業(yè)鏈，加速中國信息安全產(chǎn)業(yè)國際化。