專利名稱：基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列信號發(fā)射與接收方法。
背景技術(shù)：
近幾十年來，隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，信息的傳輸和交換在人們的日常生活中已經(jīng)無處不在，而信息安全問題始終伴隨其中，并且隨著社會信息化程度的日益加深，這個問題越來越受到關(guān)注。所謂保密通信，就是為了防止通信技術(shù)被竊取，在通信過程中對秘密信息及其傳輸方式采取隱蔽的手段，從而達(dá)到保密的目的。在傳統(tǒng)的信號抗截獲技術(shù)中技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的就是直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。然而近年來針對直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的截獲手段已經(jīng)取得了較大的提高，通信非合作方目前可以通過盲檢測等手段以較高的截獲概率將通信信號進(jìn)行惡意截獲，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)對信息的保密保護(hù)能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗截獲能力差的問題，從而提供一種基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的 變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法。基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，它的信號發(fā)射方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟Al、對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字基帶映射，獲得數(shù)字基帶信號；步驟A2、采用擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊生成長度為N的擴(kuò)頻碼序列；N為實(shí)數(shù)；步驟A3、將步驟Al獲得的數(shù)字基帶信號采用步驟A2生成的長度為N的擴(kuò)頻碼序列在擴(kuò)頻編碼模塊中進(jìn)行N倍擴(kuò)頻，獲得長度為N的串行擴(kuò)頻編碼后信號；步驟A4、將步驟A3獲得的長度為N的串行擴(kuò)頻編碼后信號進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的并行擴(kuò)頻編碼后信號；步驟A5、采用變換域加密模塊將步驟A4獲得的長度為N的并行擴(kuò)頻編碼后信號分為M段數(shù)據(jù)，該M段數(shù)據(jù)的長度分別為Ki, i = 1,2……M ;M為大于2的正整數(shù)^的取值滿足 N = K^V-Km;步驟A6、采用加密變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生M個加密變換參數(shù)a j ；步驟A7、將步驟A5獲得的M段數(shù)據(jù)分別采用M個加密變換參數(shù)a i進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果；步驟A8、將步驟A7獲得的M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果進(jìn)行合并，獲得一段長度為N的并行合成信號；步驟A9、將步驟AS獲得的長度為N的并行合成信號進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的串行合成信號；
步驟A10、將步驟A9獲得的長度為N的串行合成信號進(jìn)行數(shù)字載波調(diào)制，獲得調(diào)制后信號;步驟Al1、將步驟AlO獲得的調(diào)制后信號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得模擬信號；步驟A12、將步驟All獲得的模擬信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后的信號；步驟A13、將步驟A12濾波后的信號進(jìn)行上變頻處理，并采用發(fā)射天線發(fā)射至信道；它的信號接收方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟B1、采用接收天線接收步驟A13發(fā)射的信號，并將接收信號進(jìn)行下變頻處理，獲得下變頻后信號；步驟B2、將步驟BI獲得的下變頻后信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后信號；步驟B3、將步驟B2獲得的濾波后信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號；步驟B4、將步驟B3獲得的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字載波解調(diào)，獲得長度為N的串行解調(diào)信號;步驟B5、將步驟B4獲得的長度為N的串行解調(diào)信號`進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的并行解調(diào)信號；步驟B6、采用變換域解密模塊將步驟B5獲得的長度為N的并行解調(diào)信號分為M段數(shù)據(jù)，該M段數(shù)據(jù)的長度分別為Ki, i = 1,2……M ;M為大于2的正整數(shù)屯的取值滿足N= W-Km5步驟B7、采用解密變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生M個解密變換參數(shù)-a i ;步驟B8、將步驟B6獲得的M段數(shù)據(jù)分別采用M個加密變換參數(shù)-a i進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果；步驟B9、將步驟B8獲得的M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果進(jìn)行合成，獲得一段長度為N的并行解密信號；步驟B10、將步驟B9獲得的長度為N的并行解密信號進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的串行解密信號；步驟BH、采用擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊生成長度為N的擴(kuò)頻碼序列；步驟B12、將步驟BlO獲得的長度為N的串行解密信號采用步驟Bll生成的長度為N的擴(kuò)頻碼序列在擴(kuò)頻解碼模塊中進(jìn)行解擴(kuò)，獲得長度為N的串行解擴(kuò)信號；步驟B13、將步驟B12獲得的長度為N的串行解擴(kuò)信號進(jìn)行數(shù)字基帶解映射，獲得解調(diào)后數(shù)據(jù)后輸出。本發(fā)明通過對擴(kuò)頻序列進(jìn)行分段處理，進(jìn)而將分段數(shù)據(jù)采用不同參數(shù)的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行預(yù)處理，從而降低預(yù)處理后的序列與原始序列之間的相關(guān)值，通過加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換與擴(kuò)頻序列的組合增大了非通信目的者對信號進(jìn)行盲檢測處理的開銷，使得非通信目的者難以檢測和截獲通信信號。本發(fā)明大幅度提高了信號的抗截獲能力。


圖1是本發(fā)明的信號發(fā)射過程示意圖；圖2是本發(fā)明的信號接收過程示意圖；圖3是變換域加密模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)處理過程示意圖4是變換域解密模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)處理過程示意圖；圖5是本發(fā)明方法在當(dāng)接收機(jī)解調(diào)參數(shù)與發(fā)射機(jī)參數(shù)設(shè)定相同、部分參數(shù)相同以及參數(shù)完全不同的誤比特率曲線與理論BPSK信號的物理特率曲線的對比示意圖；圖6是在調(diào)制參數(shù)分別為Cti = O, α 2 = O, α3 = 0和α4 = 0處理后的擴(kuò)頻碼序列與原始擴(kuò)頻碼序列的相關(guān)值對比示意圖；圖7是在調(diào)制參數(shù)分別為α I = 0.1, α 2 = 0.2, α 3 = 0.5和α 4 = 0.3處理后的擴(kuò)頻碼序列與原始擴(kuò)頻碼序列的相關(guān)值對比示意圖；圖8是在調(diào)制參數(shù)分別為α I = 0.6, α 2 = 0.9, α 3 = 0.5和α 4 = 0.7處理后的擴(kuò)頻碼序列與原始擴(kuò)頻碼序列的相關(guān)值對比示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1和圖2說明本具體實(shí)施方式
，基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，它的信號發(fā)射方法由 以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟Al、對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字基帶映射，獲得數(shù)字基帶信號；步驟Α2、采用擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊生成長度為N的擴(kuò)頻碼序列；Ν為實(shí)數(shù)；步驟A3、將步驟Al獲得的數(shù)字基帶信號采用步驟Α2生成的長度為N的擴(kuò)頻碼序列在擴(kuò)頻編碼模塊中進(jìn)行N倍擴(kuò)頻，獲得長度為N的串行擴(kuò)頻編碼后信號；步驟Α4、將步驟A3獲得的長度為N的串行擴(kuò)頻編碼后信號進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的并行擴(kuò)頻編碼后信號；步驟Α5、采用變換域加密模塊將步驟Α4獲得的長度為N的并行擴(kuò)頻編碼后信號分為M段數(shù)據(jù)，該M段數(shù)據(jù)的長度分別為Ki, i = 1,2……M ;M為大于2的正整數(shù)^的取值滿足 N = K^V-Km;步驟A6、采用加密變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生M個加密變換參數(shù)α ,； 步驟Α7、將步驟Α5獲得的M段數(shù)據(jù)分別采用M個加密變換參數(shù)a i進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果；步驟A8、將步驟A7獲得的M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果進(jìn)行合并，獲得一段長度為N的并行合成信號；步驟A9、將步驟AS獲得的長度為N的并行合成信號進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的串行合成信號；步驟A10、將步驟A9獲得的長度為N的串行合成信號進(jìn)行數(shù)字載波調(diào)制，獲得調(diào)制后信號;步驟All、將步驟AlO獲得的調(diào)制后信號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得模擬信號；步驟A12、將步驟All獲得的模擬信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后的信號；步驟A13、將步驟A12濾波后的信號進(jìn)行上變頻處理，并采用發(fā)射天線發(fā)射至信道；它的信號接收方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟B1、采用接收天線接收步驟A13發(fā)射的信號，并將接收信號進(jìn)行下變頻處理，獲得下變頻后信號；
步驟B2、將步驟BI獲得的下變頻后信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后信號；步驟B3、將步驟B2獲得的濾波后信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號；步驟B4、將步驟B3獲得的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字載波解調(diào)，獲得長度為N的串行解調(diào)信號;步驟B5、將步驟B4獲得的長度為N的串行解調(diào)信號進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的并行解調(diào)信號；步驟B6、采用變換域解密模塊將步驟B5獲得的長度為N的并行解調(diào)信號分為M段數(shù)據(jù)，該M段數(shù)據(jù)的長度分別為Ki, i = 1,2……M ;M為大于2的正整數(shù)屯的取值滿足N
權(quán)利要求
1.基于加權(quán) 分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，其特征是: 它的信號發(fā)射方法由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟Al、對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字基帶映射，獲得數(shù)字基帶信號； 步驟A2、采用擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊生成長度為N的擴(kuò)頻碼序列；N為實(shí)數(shù)； 步驟A3、將步驟Al獲得的數(shù)字基帶信號采用步驟A2生成的長度為N的擴(kuò)頻碼序列在擴(kuò)頻編碼模塊中進(jìn)行N倍擴(kuò)頻，獲得長度為N的串行擴(kuò)頻編碼后信號； 步驟A4、將步驟A3獲得的長度為N的串行擴(kuò)頻編碼后信號進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的并行擴(kuò)頻編碼后信號； 步驟A5、采用變換域加密模塊將步驟A4獲得的長度為N的并行擴(kuò)頻編碼后信號分為M段數(shù)據(jù)，該M段數(shù)據(jù)的長度分別為Ki, i = 1,2.....M ;M為大于2的正整數(shù)屯的取值滿足N = W …Km; 步驟A6、采用加密變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生M個加密變換參數(shù)a i，i = 1，2……M；步驟A7、將步驟A5獲得的M段數(shù)據(jù)分別采用M個加密變換參數(shù)a i進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果； 步驟AS、將步驟A7獲得的M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果進(jìn)行合并，獲得一段長度為N的并行合成信號； 步驟A9、將步驟AS獲得的長度為N的并行合成信號進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的串行合成信號； 步驟A10、將步驟A9獲得的長度為N的串行合成信號進(jìn)行數(shù)字載波調(diào)制，獲得調(diào)制后信號; 步驟All、將步驟AlO獲得的調(diào)制后信號進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得模擬信號； 步驟A12、將步驟All獲得的模擬信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后的信號； 步驟A13、將步驟A12濾波后的信號進(jìn)行上變頻處理，并采用發(fā)射天線發(fā)射至信道； 它的信號接收方法由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟B1、采用接收天線接收步驟A13發(fā)射的信號，并將接收信號進(jìn)行下變頻處理，獲得下變頻后信號； 步驟B2、將步驟BI獲得的下變頻后信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后信號； 步驟B3、將步驟B2獲得的濾波后信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號； 步驟B4、將步驟B3獲得的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字載波解調(diào)，獲得長度為N的串行解調(diào)信號; 步驟B5、將步驟B4獲得的長度為N的串行解調(diào)信號進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的并行解調(diào)信號； 步驟B6、采用變換域解密模塊將步驟B5獲得的長度為N的并行解調(diào)信號分為M段數(shù)據(jù)，該M段數(shù)據(jù)的長度分別為Ki, i = 1,2……M ;M為大于2的正整數(shù)屯的取值滿足N =K+K1+K2 …Km ； 步驟B7、采用解密變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生M個解密變換參數(shù)-a i ; 步驟B8、將步驟B6獲得的M段數(shù)據(jù)分別采用M個加密變換參數(shù)-a i進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果；步驟B9、將步驟B8獲得的M個長度分別為Ki的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換處理結(jié)果進(jìn)行合成，獲得一段長度為N的并行解密信號； 步驟B10、將步驟B9獲得的長度為N的并行解密信號進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的串行解密信號； 步驟BH、采用擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊生成長度為N的擴(kuò)頻碼序列； 步驟B12、將步驟BlO獲得的長度為N的串行解密信號采用步驟Bll生成的長度為N的擴(kuò)頻碼序列在擴(kuò)頻解碼模塊中進(jìn)行解擴(kuò)，獲得長度為N的串行解擴(kuò)信號； 步驟B13、將步驟B12獲得的長度為N的串行解擴(kuò)信號進(jìn)行數(shù)字基帶解映射，獲得解調(diào)后數(shù)據(jù)后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，其特征在于步驟A5中M的取值為4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所 述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，其特征在于步驟A5中4段數(shù)據(jù)的長度分別為=K1 = 256，K2 = 256，K3=256, K4 = 255。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，其特征在于步驟A6中產(chǎn)生的M個加密變換參數(shù)a i分別為:α I = 0.5，ct 2 — 0.8，ct 3 — 0.3，ct * — 0.6。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，其特征在于步驟Α6中產(chǎn)生的M個加密變換參數(shù)a i分別為:α I = 0.1，ct 2 — 0.2，ct 3 — 0.5j ct 4 — 0.3ο
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，其特征在于步驟Α6中產(chǎn)生的M個加密變換參數(shù)a i分別為:α I = 0.6，α 2 = 0.9, α 3 = 0.5，α 4 = 0.70
全文摘要
基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變參數(shù)擴(kuò)頻序列低檢測概率信號發(fā)射與接收方法，涉及通信領(lǐng)域。它是為了解決現(xiàn)有直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗截獲能力差的問題。它的信號發(fā)射過程對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字基帶映射、擴(kuò)頻、串/并轉(zhuǎn)換后信號分為M段并分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，然后合成一段信號并進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換、數(shù)字載波調(diào)制、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、濾波、上變頻處理后發(fā)射至信道；它的信號接收方法將接收信號進(jìn)行下變頻、濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字載波解調(diào)、串/并轉(zhuǎn)換后分為M段，并分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，并合成一段解密信號；然后進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換、解擴(kuò)、數(shù)字基帶解映射后輸出。本發(fā)明適用于無線通信。
文檔編號H04L27/26GK103078817SQ20131003605
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者沙學(xué)軍, 房宵杰, 吳瑋, 白旭, 吳宣利, 李卓明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)