電磁泄漏信號恢復與增強方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁環(huán)境安全防護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁泄漏信號恢復與增強 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁泄漏包括輻射泄漏和傳導泄漏。目前，防電磁泄漏技術(shù)日益完善，數(shù)字系統(tǒng)所 發(fā)出的泄漏電磁波信號十分微弱。若需要利用電磁泄漏信號時，該電磁泄漏信號會淹沒在 大量的噪聲中。然而由于實際環(huán)境中噪聲具有不確定性，導致提取與恢復電磁泄漏信號具 有挑戰(zhàn)。
[0003] 視頻信號后處理能力是制約 TEMPEST (Transient Electromagnetic Pulse Emanation Surveillance Technology，電磁環(huán)境安全防護）的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過后處理 系統(tǒng)，在相同的硬件條件下甚至在降低對硬件設(shè)備要求的條件下，仍然可以完成信息的截 獲與還原，提高圖像和文字的質(zhì)量和清晰度。
[0004] 由于電磁輻射環(huán)境具有不確定性，還原算法需要對所接收的電磁泄漏信號具有自 適應(yīng)性，而傳統(tǒng)的濾波放大方法則很難完成?，F(xiàn)有技術(shù)中，微弱信號檢測與還原方法大都需 要一定的先驗條件，不利用解決信號還原。為此，學者們開展了大量研究，以提高接收信號 的信噪比。然而，僅提高信噪比進行視頻信號的后處理，也不能夠很好地完成視頻信號的恢 復與增強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的其中一個目的在于提供一種電磁泄漏信號恢復與增強及系統(tǒng)，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中僅提高信噪比不能很好恢復與增強視頻信號的技術(shù)問題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種電磁泄漏信號恢復與增強方法，包括：
[0007] 根據(jù)環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的特點建立包含環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的電磁 泄漏信號模型；
[0008] 根據(jù)所述電磁泄漏信號模型將所接收的電磁泄漏信號分為高頻電磁泄漏信號部 分和低頻電磁泄漏信號部分并分別進行自適應(yīng)逆濾波處理；
[0009] 將所述高頻電磁泄漏信號部分和所述低頻電磁泄漏信號部分經(jīng)過各自盲均衡器 以獲取各自的輸出信號，利用凸組合方式合并兩個輸出信號以獲取電磁泄漏信號恢復與增 強模型。
[0010] 可選地，所述根據(jù)環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的特點建立包含環(huán)境噪聲與無線信道 噪聲的電磁泄漏信號模型的步驟之后，還包括：
[0011] 根據(jù)統(tǒng)計獨立性參數(shù)形成盲均衡器的代價函數(shù)，以使所接收電磁泄漏信號的估計 模型的輸出信號與所接收的電磁泄漏信號盡可能接近。
[0012] 可選地，所述根據(jù)統(tǒng)計獨立性參數(shù)形成盲均衡器的代價函數(shù)，以使所接收電磁泄 漏信號的估計模型的輸出信號與所接收的電磁泄漏信號盡可能接近的步驟之后，還包括：
[0013] 根據(jù)混合高斯模型獲取高頻電磁泄漏信號部分的概率分布函數(shù)及得分函數(shù)；以及 根據(jù)均勻分布模型獲取低頻電磁泄漏信號部分的概率分布函數(shù)及得分函數(shù)。
[0014] 可選地，所述根據(jù)混合高斯模型獲取高頻電磁泄漏信號部分的概率分布函數(shù)及得 分函數(shù)；以及根據(jù)均勻分布模型獲取低頻電磁泄漏信號部分的概率分布函數(shù)及得分函數(shù)的 步驟之后，還包括：
[0015] 根據(jù)所述高頻電磁泄漏信號部分的概率分布函數(shù)得到高頻電磁泄漏信號部分所 對應(yīng)的均衡器的迭代系數(shù)；以及根據(jù)所述低頻電磁泄漏信號部分的概率分布函數(shù)得到低頻 電磁泄漏信號部分所對應(yīng)的均衡器的迭代系數(shù)。
[0016] 可選地，所述電磁泄漏信號恢復與增強模型的表達式為：
[0018] 式中，少(Λ·,.ν)為電磁泄漏信號恢復與增強模型的輸出值，fjx，y)和f H(x，y)分 別為高頻電磁泄漏信號部分和低頻電磁泄漏信號部分，λ (n)為合并時的權(quán)重函數(shù)，λ (n) 取值范圍為[0，1]，并且
[1+e χ] 1為反曲函數(shù)，
的正的最大值，wjx, y)和wH(x, y)分別為高頻電磁 泄漏信號部分和低頻電磁泄漏信號部分所對應(yīng)的盲均衡器的權(quán)重系數(shù)。
[0019] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種電磁泄漏信號恢復與增強系統(tǒng)，包括：
[0020] 電磁泄漏信號模型建立模塊，用于根據(jù)環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的特點建立包含 環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的電磁泄漏信號模型；
[0021] 自適應(yīng)逆濾波處理模塊，用于根據(jù)電磁泄漏信號模型將所接收的電磁泄漏信號分 為高頻電磁泄漏信號部分和低頻電磁泄漏信號部分并分別進行自適應(yīng)逆濾波處理；
[0022] 恢復與增強模型獲取模塊，用于將高頻電磁泄漏信號部分和低頻電磁泄漏信號部 分經(jīng)過各自盲均衡器以獲取各自的輸出信號，利用凸組合方式合并兩個輸出信號以獲取電 磁泄漏信號恢復與增強模型。
[0023] 可選地，還包括代價函數(shù)生成模塊，用于根據(jù)統(tǒng)計獨立性參數(shù)形成盲均衡器的代 價函數(shù)，以使所接收電磁泄漏信號的估計模型的輸出信號與所接收的電磁泄漏信號盡可能 接近。
[0024] 可選地，還包括概率分布函數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)混合高斯模型獲取高頻電磁泄 漏信號部分的概率分布函數(shù)及得分函數(shù)；以及根據(jù)均勻分布模型獲取低頻電磁泄漏信號部 分的概率分布函數(shù)及得分函數(shù)。
[0025] 可選地，還包括迭代系數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)高頻電磁泄漏信號部分的概率分布 函數(shù)得到高頻電磁泄漏信號部分所對應(yīng)的均衡器的迭代系數(shù)；以及根據(jù)低頻電磁泄漏信號 部分的概率分布函數(shù)得到低頻電磁泄漏信號部分所對應(yīng)的均衡器的迭代系數(shù)。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例提供的恢復與增強方法根據(jù)電磁泄漏信號的物理 特性，能夠很好的恢復與增加視頻信號使得接收到的視頻信號具有較強的可理解性，從而 提高了 TEMPEST的攻擊能力。
【附圖說明】
[0027] 通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：
[0028] 圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電磁泄漏信號恢復與增強方法流程圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明實施例提供的一種電磁泄漏信號恢復與增強系統(tǒng)原理框圖；
[0030] 圖3-a~圖3-d是電磁泄漏信號后處理比較結(jié)果示意圖；
[0031] 圖4是多種算法處理所接收到的電磁泄漏信號均方誤差曲線對比結(jié)果示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033] 本發(fā)明實施例提供了一種電磁泄漏信號恢復與增強方法，如圖1所示，包括：
[0034] S100、根據(jù)環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的特點建立包含環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的 電磁泄漏信號模型；
[0035] S200、根據(jù)電磁泄漏信號模型將所接收的電磁泄漏信號分為高頻電磁泄漏信號部 分和低頻電磁泄漏信號部分并分別進行自適應(yīng)逆濾波處理；
[0036] S300、將所述高頻電磁泄漏信號部分和所述低頻電磁泄漏信號部分經(jīng)過各自盲均 衡器以獲取各自的輸出信號，利用凸組合方式合并兩個輸出信號以獲取電磁泄漏信號恢復 與增強模型。
[0037] 下面對本發(fā)明實施例提供的電磁泄漏信號恢復與增強方法的各步驟展開詳細說 明。
[0038] 首先介紹S100、根據(jù)環(huán)境噪聲與無線信道噪聲的特點建立包含環(huán)境噪聲與無線信 道噪聲的電磁泄漏信號模型的步驟。
[0039] 所接收到的電磁泄漏信號中存在大量的環(huán)境噪聲和無線信道噪聲。其中環(huán)境噪聲 包括地球大氣層外的電磁輻射源引起的噪聲，該噪聲呈現(xiàn)不規(guī)則的變化，并且在空間分布 也是不均勻的；無線信道噪聲可以看成設(shè)備內(nèi)部的噪聲，主要是散粒噪聲，是由離散電荷運 動所形成電流引起的隨機噪聲，屬于熱噪聲。因此所接收到的電磁泄漏信號可以看成是由 卷積噪聲和高斯白噪聲混合而成的信號，理論模型如式（1)所示：
[0040] f (x, y) = s (x, y) *c (x, y) +n (x, y) (1)
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