[发明专利]一种面向隐蔽通信的FM广播信号后向散射方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向隐蔽通信的FM广播信号后向散射方法及系统，先利用变换域通信理论产生与语音信号正交的两路噪声信号，并将两路隐蔽信息分别调制在所产生的两路噪声信号之上，生成内嵌了隐蔽信息的两路伪噪声信号；然后将两路伪噪声信号进行立体声调制得到立体伪噪声，以匹配FM语音信号结构；再对立体伪噪声进行正交载波FM调制；最后在无源系统上对调制后的信号进行阻抗匹配，采用后向散射方法将调制后的信号发送出去。本发明具有功耗低、成本低、抗干扰和抗截获能力强且隐蔽性高的优点。

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及隐蔽信息的数据通信方面，更具体地说，涉及一种面向隐蔽通信的FM广播信号后向散射方法及系统。

背景技术

隐蔽通信是通信中的一种重要形式，在军事、金融、航空、经济以及物联网安全等领域均具有巨大的应用前景。相对于正常的通信，隐蔽通信还有抗干扰、抗截获方面的特殊要求。目前隐蔽通信的主要技术途径是利用直接序列扩频技术、跳频技术或超宽带技术产生低功率波形来实现在信号层面的不可感知或利用加解密技术实现信息层面的安全性。但由于直扩、跳频技术出现时间较早，针对这类波形已存在很多有效的对抗手段。因此，这类技术相关的设备的隐蔽性不强，容易被各种先进的截获设备发现并截获，甚至摧毁。

目前比较新颖的隐蔽通信方式主要包括雷达信号嵌入式通信、寄生干扰通信、卫星重叠通信,卫星变换域通信等，但这类方法利用已有的一些通信或干扰信号，将待传输的隐蔽信息嵌入或叠加在其之上，在通信行为上相对传统的方式隐蔽性得到了提高，但归根结底，它们还是利用己方有意发射的电磁波，而不是第三方辐射的电磁波，暴露风险仍然很大。

经过调研发现后向散射技术可以将要传输的信息调制到第三方空间电磁波之上，实现完全无源的通信，具有节能、频谱节约、抗干扰性和抗截获性强等诸多优势。更重要的是，近年来，借助射频能量收集天线、高阶散射调制和扩频、超低功耗放大、智能信号处理等一系列理论、方法和技术的提出和完善，后向散射通信在通信速率和距离等指标上取得了很大突破，已经具有相当高的工程应用价值。目前已经实现了在868MHz频段，28dBm辐射功率条件下长达3400m的通信距离以及实现了在915MHz频段、36dBm辐射功率、17m通信距离条件下最高96Mbps的后向散射通信。

但是，目前后向散射通信技术一般采用OOK调制方式，隐蔽性能很差。在接收端，只需要通过一个简单的包络检波电路即可完成隐蔽信息的检测和提取。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中后向散射通信技术一般采用OOK调制方式，隐蔽性能很差的技术缺陷，提供一种面向隐蔽通信的FM广播信号后向散射方法及系统。

根据本发明的其中一方面，本发明为解决其技术问题，提供了一种面向隐蔽通信的FM 广播信号后向散射方法，包含如下步骤：

S1、利用变换域通信理论产生与语音信号正交的两路噪声信号，并将两路隐蔽信息分别调制在所产生的两路噪声信号之上，生成内嵌了隐蔽信息的两路伪噪声信号；

S2、将两路伪噪声信号进行立体声调制得到立体伪噪声，以匹配FM语音信号结构；

S3、对立体伪噪声进行正交载波FM调制；

S4、在无源系统上对调制后的信号进行阻抗匹配，采用后向散射方法将调制后的信号发送出去。

进一步的，在本发明的面向隐蔽通信的FM广播信号后向散射方法中，步骤S1中的两路所述伪噪声信号的生成均包括以下步骤：

S21、产生一个初始频谱标记向量，该初始频谱标记向量决定在哪些频点嵌入隐蔽信息；

S22、将初始频谱标记与随机相位映射器产生的等长度复随机相位向量做数量积处理，为每一个可用频点加载一个随机相位；

S23、对数量积处理之后的信号进行幅度调整，以保证有一定的发射功率；