[发明专利]一种基于小波变换的低检测概率波形方法

说明书

本发明公开了一种基于小波变换的低检测概率波形方法，包括以下步骤：预存正交小波函数集合与信号交织器为通信秘钥；发送方对发生信息进行信道编码和星座映射，产生调制符号；利用同步时间信息从集合中伪随机挑选正交小波函数对调制符号进行正交小波变换，产生类似高斯白噪声信号的信号；使用交织器对其信号进行交织处理；再结合扩频机制、跳频机制和随机时隙起始时间机制进行处理；接收方对接收信号进行逆解扩，逆交织，正交小波逆变换，再进行信号解调和译码，解析信号信息；整个过程结合快速功率控制；本发明采用小波变换使信号高斯白噪声化，并结合交织处理，扩频，快速功率控制使信号隐蔽性更强，降低被检测概率，保障了通信信号的隐蔽性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术的研究领域，特别涉及一种基于小波变换的低检测概率波形方法。

背景技术

随着信号侦察技术、信号截获技术和信号干扰技术等的快速发展，军用无线通信信号的安全性和保密性正面临着极大挑战。隐蔽通信，即在保证可靠通信的前提下降低通信信号被检测概率是一种非常有效的技术解决方案，但目前广泛采用直接序列扩频或跳频等传统抗侦察和截获思路设计的通信系统已无法有效对抗高带宽、大动态截获接收机的信号检测与截获。

现有的一些信号检测技术原理，本质都是对接收信号进行各个维度的变换和数据分析，据此判断接收信号中是否存在有别于背景噪声的其它通信信号。隐蔽通信信号是隐蔽通信技术中的核心内容，国内外学者从不同角度提出了多种技术路线，主要采取以下设计思路：(1)将通信信号频谱尽可能扩散至更大的瞬时频谱中；(2)随机化通信信号的特征，防止敌方在动态非稳定的背景噪声环境中识别出信号的类型、发送源头或信号的存在性；(3)更好对抗通信信号与生俱来的由多径因素产生的信号衰弱问题，降低乙方通信接收机成功接收信号的解调门限。以前的许多军用通信系统是在窄带信道上通过采用跳频技术、跳时技术、和扩频技术相结合的方式来实现通信波形的低检测概率(LPD)特性，其在载波上一般通过相位调制方式来承载数据信息。

隐蔽通信和信号侦测是一对互为矛和盾的对立技术问题，由于扩频通信技术出现时间较早，相关研究已经非常充分，因此针对其检测手段也非常多，目前国外研制的宽带接收设备AMMS系统、PA2000系统、MRCM公司生产的自动接收测向一体化系统EPSILON和直接采样宽带接收机MRR8000系统都能对扩频、跳频信号进行非合作接收，而且还能完成测向定位等后续功能。

物理层的隐蔽波形设计是整个系统通信方案的基础，其设计理念是在敌方完全不知道或仅少量知道本方波形相关通信参数的前提下，尽量降低己方接收机在允许的错误性能内进行信号成功解析所需的信噪比，并同时最大化敌方接收机可以对通信信号存在性进行有效判断所需的信号接收能量，从而使的波形具备较高的通信距离/探测距离(C/I)比值性能。

考虑到随着数据库存储技术和芯片处理能力的不断提升，敌方接收机在不考虑成本的情况下，理论上会具备超大的信号数据库存储和信号多种机制的分析能力，因此对隐蔽波形算法设计而言，算法需要具备的特性：高保密性和抵抗穷举分析性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于小波变换的低检测概率波形方法，实现通信信号在时域和频域上的“无特征性”，对信号进行白噪化隐藏处理，进一步结合跳频机制、扩频机制、随机时隙起始时间机制和快速功率控制机制增加其他方接收机的信号分析难度，提升通信信号的隐蔽性能。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于小波变换的低检测概率波形方法，具体步骤如下：

S1、通信双方预存相同的正交小波函数集合和交织矩阵充当通信秘钥；

S2、发送方对发送信息进行信道编码和星座映射，产生调制信号；

S3、基于同步时间信息从正交小波函数集合中伪随机挑选一个正交小波函数对调制信号进行正交小波变换，产生在时域上类似于高斯白噪声信号的I路信号和Q路信号；