[发明专利]一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法

说明书

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。

技术领域

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

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式减低对方对于终端通信信息的截获能力，但采用混合扩频的方案限制了无线通信系统的传输效率。此外，基于信号叠加的隐蔽通信方式也在不同的研究文献中报道，但这类研究中都假设卫星转发器当前的频谱环境提供足够的掩护信号频谱环境，需要发射的隐蔽通信信号能够完全隐藏在当前的卫星转发器频谱环境中。在实际的卫星转发器频谱使用情况中，合作信号中单个可作为掩护信号的频谱带宽并不满足终端的通信需求，尤其是在终端需要发射带宽较大的通信信息时，如视频信号等。卫星转发器中可作为掩护信号的频谱可能是间断分开的多个频谱，因此上述的卫星叠加通信假设条件往往很难得到满足。

发明内容

发明目的：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，根据卫星转发器合作信号频谱占用情况将需要发射的宽带通信信号频谱进行分割，分割后的子频谱调制到合作掩护信号的载频上，通过多个合作信号频谱掩护需要发送的宽带通信信号的频谱，敌对方即使发现部分采用叠加通信方式的通信信号也不能恢复出有用的通信信息。在信关站通过设计的盲相位估计算法合并分割的子频谱，完成隐蔽通信信号的解调。采用本方案设计的合作信号卫星叠加隐蔽通信方法可以达到了频谱“置乱”、“伪装”的效果。对方电子侦测设备必须截获所有的子频谱才能实现对于隐蔽通信信息的解调，大大增加了对方电子侦测设备的复杂度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于合作信号的卫星叠加隐蔽通信方法，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。

进一步地，所述步骤S2中分割滤波器组设计方法如下：