一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112260795A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202011110204.2(22)申请日2020.10.16(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号申请人南京微星通信技术有限公司(72)发明人洪涛赵佳颖丁晓进张更新李加洪(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人徐激波(51)Int.Cl.H04K1/02(2006.01)H04B7/185(2006.01)H04B17/382(2015.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法(57)摘要本发明提供了一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法，首先采用频谱感知技术检测和估计当前卫星转发器占用频谱的中心频率、带宽、信号功率参数，获得可用的掩护信号信息；然后设计对应的分割滤波器组参数信息，将原宽带隐蔽通信信号的频谱分割成与掩护信号频谱带宽相适配的多个子频谱，并将这些子频谱混频搬移到对应的中心频率，由卫星将合作信号统一发送至信关站；最后在信关站移除合作的掩护信号，通过设计的盲相位估计算法将分割的子频谱进行逆搬移和重新聚合，得到原宽带隐蔽通信信号；本发明在信号层面具备良好的加密功能，通过对于宽带通信信号自适应的频谱分割在物理层提升发射信号的抗截获能力。CN112260795ACN112260795A权利要求书1/2页1.一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、采用频谱感知技术检测当前卫星转发器占用频谱的中心频率、带宽和信号功率，获取可用的掩护信号信息；步骤S2、根据掩护信号的带宽、中心频率信息设计对应的分割滤波器组；将原隐蔽信号的频谱带宽分割成与掩护信号频谱带宽相同的多个子频谱，并将子频谱分别搬移至对应的中心频率，使隐蔽信号的子频谱完全隐藏在掩护信号的频谱中，由卫星将叠加信号转发至信关站；步骤S3、信关站接收后，移除合作的掩护信号，将各个子频谱与对应的匹配滤波器相乘，所述匹配滤波器表达式与各分割滤波器表达式相同；通过盲相位估计算法将分割的子频谱进行逆搬移、重新聚合，获取原宽带隐蔽通信信号；步骤S4、将所述步骤S3中经过盲相位补偿后的各个子频谱对应相加，得到原隐蔽信号频谱，解调出原秘密信息。2.根据权利要求1所述的一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法，其特征在于，所述步骤S2中分割滤波器组设计方法如下：记检测到的掩护信号为1,2,...,n，掩护信号的带宽分别为B1,B2,...,Bn，各掩护信号的中心频率分别为fc1,fc2,...,fcn，设计分割滤波器组带宽为Bk,k＝1,2,...,n；调制后原隐蔽信号的频谱带宽为B，且满足B＞Bk,k＝1,2,...,n，分割滤波器组由多个带宽不同的平方根升余弦滤波器组成，表达式如下所示：fsn≤Bn其中Hn表示第n个分割滤波器，f表示频率，fc表示原信号频谱中心频率，fsn表示第n个分割滤波器的分割带宽，表示第1～(n-1)个分割滤波器的带宽之和，Bn表示检测到的第n个掩护信号的带宽,β表示分割滤波器的滚降系数；根据各个子频谱搬移的中心频率fcn，可以得到频谱搬移的滤波器表达式如下：Hcn(f)＝Hn(f-fcn)。3.根据权利要求1所述的一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法，其特征在于，所述步骤S3中通过盲相位估计算法将分割的子频谱进行逆搬移、重新聚合的具体步骤如下：分别对相邻滤波器组的相位差进行估计和补偿，以第一个分割子频谱带信号相位为基2CN112260795A权利要求书2/2页准，其余分割子频谱带向第一个分割子频谱带相位进行补偿；计算两个相邻滤波器-3dB带宽处频点的幅度比值，获得两个子频谱的相位差，如下所示：其中：Δθ为滤波器Hn和滤波器Hn+1分割的子谱经过逆搬移之后的相位差，i表示复数，S(n,2)表示第n个子带在右侧-3dB带宽处频率分量的幅度，S(n+1,1)表示第n+1个子带在左侧-3dB带宽处频率分量的幅度。3CN112260795A说明书1/5页一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法技术领域[0001]本发明涉及无线通信技术领域，主要涉及一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法。背景技术[0002]由于卫星通信系统具有广覆盖的特点，因此在海洋、沙漠、山区等偏远地理环境作为长距离无线通信通信主要解决方案。但由于下行波束广覆盖的特性，卫星通信技术在作为特种长距离通信手段存在安全性问题。对方在卫星下行波束范围内可以通过电子侦察设备对使用该卫星转发器的无线通信系统完成信息侦听，严重影响终端无线通信信息的安全性能。针对这一问题，传统的卫星通信通信物理层解决方案是采用混合扩频的方