专利名称：基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列信号发射与接收方法。
背景技术：
近几十年来，随着计算机技术和通信技术的飞速发展，信息的传输和交换在人们的日常生活中已经无处不在，而信息安全问题始终伴随其中，并且随着社会信息化程度的日益加深，这个问题越来越受到关注。所谓保密通信，就是为了防止通信技术被窃取，在通信过程中对秘密信息及其传输方式采取隐蔽的手段，从而达到保密的目的。在传统的信号抗截获技术中技术最为成熟、应用最为广泛的就是直接序列扩频技术。然而近年来针对直接序列扩频技术的截获手段已经取得了较大的提高，通信非合作方目前可以通过盲检测等手段以较高的截获概率将通信信号进行恶意截获，直接序列扩频技术对信息的保密保护能力已远远不能满足用户的需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有直接序列扩频通信系统抗截获能力差的问题，从而提供一种基于加权分数傅立叶变换的 变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法。基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，它的信号发射方法由以下步骤实现:步骤Al、对数据源的数据进行数字基带映射，获得数字基带信号；步骤A2、采用扩频码产生模块生成长度为N的扩频码序列；N为实数；步骤A3、将步骤Al获得的数字基带信号采用步骤A2生成的长度为N的扩频码序列在扩频编码模块中进行N倍扩频，获得长度为N的串行扩频编码后信号；步骤A4、将步骤A3获得的长度为N的串行扩频编码后信号进行串/并转换，获得长度为N的并行扩频编码后信号；步骤A5、采用变换域加密模块将步骤A4获得的长度为N的并行扩频编码后信号分为M段数据，该M段数据的长度分别为Ki, i = 1,2……M ;M为大于2的正整数^的取值满足 N = K^V-Km;步骤A6、采用加密变换参数选择模块产生M个加密变换参数a j ；步骤A7、将步骤A5获得的M段数据分别采用M个加密变换参数a i进行加权分数傅立叶变换，获得M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果；步骤A8、将步骤A7获得的M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果进行合并，获得一段长度为N的并行合成信号；步骤A9、将步骤AS获得的长度为N的并行合成信号进行并/串转换，获得长度为N的串行合成信号；
步骤A10、将步骤A9获得的长度为N的串行合成信号进行数字载波调制，获得调制后信号;步骤Al1、将步骤AlO获得的调制后信号进行数/模转换，获得模拟信号；步骤A12、将步骤All获得的模拟信号进行滤波，获得滤波后的信号；步骤A13、将步骤A12滤波后的信号进行上变频处理，并采用发射天线发射至信道；它的信号接收方法由以下步骤实现:步骤B1、采用接收天线接收步骤A13发射的信号，并将接收信号进行下变频处理，获得下变频后信号；步骤B2、将步骤BI获得的下变频后信号进行滤波，获得滤波后信号；步骤B3、将步骤B2获得的滤波后信号进行模/数转换，获得数字信号；步骤B4、将步骤B3获得的数字信号进行数字载波解调，获得长度为N的串行解调信号;步骤B5、将步骤B4获得的长度为N的串行解调信号`进行串/并转换，获得长度为N的并行解调信号；步骤B6、采用变换域解密模块将步骤B5获得的长度为N的并行解调信号分为M段数据，该M段数据的长度分别为Ki, i = 1,2……M ;M为大于2的正整数屯的取值满足N= W-Km5步骤B7、采用解密变换参数选择模块产生M个解密变换参数-a i ;步骤B8、将步骤B6获得的M段数据分别采用M个加密变换参数-a i进行加权分数傅立叶变换，获得M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果；步骤B9、将步骤B8获得的M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果进行合成，获得一段长度为N的并行解密信号；步骤B10、将步骤B9获得的长度为N的并行解密信号进行并/串转换，获得长度为N的串行解密信号；步骤BH、采用扩频码产生模块生成长度为N的扩频码序列；步骤B12、将步骤BlO获得的长度为N的串行解密信号采用步骤Bll生成的长度为N的扩频码序列在扩频解码模块中进行解扩，获得长度为N的串行解扩信号；步骤B13、将步骤B12获得的长度为N的串行解扩信号进行数字基带解映射，获得解调后数据后输出。本发明通过对扩频序列进行分段处理，进而将分段数据采用不同参数的加权分数傅立叶变换进行预处理，从而降低预处理后的序列与原始序列之间的相关值，通过加权分数傅立叶变换与扩频序列的组合增大了非通信目的者对信号进行盲检测处理的开销，使得非通信目的者难以检测和截获通信信号。本发明大幅度提高了信号的抗截获能力。
图1是本发明的信号发射过程示意图；图2是本发明的信号接收过程示意图；图3是变换域加密模块内部数据处理过程示意图4是变换域解密模块内部数据处理过程示意图；图5是本发明方法在当接收机解调参数与发射机参数设定相同、部分参数相同以及参数完全不同的误比特率曲线与理论BPSK信号的物理特率曲线的对比示意图；图6是在调制参数分别为Cti = O, α 2 = O, α3 = 0和α4 = 0处理后的扩频码序列与原始扩频码序列的相关值对比示意图；图7是在调制参数分别为α I = 0.1, α 2 = 0.2, α 3 = 0.5和α 4 = 0.3处理后的扩频码序列与原始扩频码序列的相关值对比示意图；图8是在调制参数分别为α I = 0.6, α 2 = 0.9, α 3 = 0.5和α 4 = 0.7处理后的扩频码序列与原始扩频码序列的相关值对比示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1和图2说明本具体实施方式
，基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，它的信号发射方法由 以下步骤实现:步骤Al、对数据源的数据进行数字基带映射，获得数字基带信号；步骤Α2、采用扩频码产生模块生成长度为N的扩频码序列；Ν为实数；步骤A3、将步骤Al获得的数字基带信号采用步骤Α2生成的长度为N的扩频码序列在扩频编码模块中进行N倍扩频，获得长度为N的串行扩频编码后信号；步骤Α4、将步骤A3获得的长度为N的串行扩频编码后信号进行串/并转换，获得长度为N的并行扩频编码后信号；步骤Α5、采用变换域加密模块将步骤Α4获得的长度为N的并行扩频编码后信号分为M段数据，该M段数据的长度分别为Ki, i = 1,2……M ;M为大于2的正整数^的取值满足 N = K^V-Km;步骤A6、采用加密变换参数选择模块产生M个加密变换参数α ,； 步骤Α7、将步骤Α5获得的M段数据分别采用M个加密变换参数a i进行加权分数傅立叶变换，获得M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果；步骤A8、将步骤A7获得的M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果进行合并，获得一段长度为N的并行合成信号；步骤A9、将步骤AS获得的长度为N的并行合成信号进行并/串转换，获得长度为N的串行合成信号；步骤A10、将步骤A9获得的长度为N的串行合成信号进行数字载波调制，获得调制后信号;步骤All、将步骤AlO获得的调制后信号进行数/模转换，获得模拟信号；步骤A12、将步骤All获得的模拟信号进行滤波，获得滤波后的信号；步骤A13、将步骤A12滤波后的信号进行上变频处理，并采用发射天线发射至信道；它的信号接收方法由以下步骤实现:步骤B1、采用接收天线接收步骤A13发射的信号，并将接收信号进行下变频处理，获得下变频后信号；
步骤B2、将步骤BI获得的下变频后信号进行滤波，获得滤波后信号；步骤B3、将步骤B2获得的滤波后信号进行模/数转换，获得数字信号；步骤B4、将步骤B3获得的数字信号进行数字载波解调，获得长度为N的串行解调信号;步骤B5、将步骤B4获得的长度为N的串行解调信号进行串/并转换，获得长度为N的并行解调信号；步骤B6、采用变换域解密模块将步骤B5获得的长度为N的并行解调信号分为M段数据，该M段数据的长度分别为Ki, i = 1,2……M ;M为大于2的正整数屯的取值满足N
权利要求
1.基于加权 分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，其特征是: 它的信号发射方法由以下步骤实现: 步骤Al、对数据源的数据进行数字基带映射，获得数字基带信号； 步骤A2、采用扩频码产生模块生成长度为N的扩频码序列；N为实数； 步骤A3、将步骤Al获得的数字基带信号采用步骤A2生成的长度为N的扩频码序列在扩频编码模块中进行N倍扩频，获得长度为N的串行扩频编码后信号； 步骤A4、将步骤A3获得的长度为N的串行扩频编码后信号进行串/并转换，获得长度为N的并行扩频编码后信号； 步骤A5、采用变换域加密模块将步骤A4获得的长度为N的并行扩频编码后信号分为M段数据，该M段数据的长度分别为Ki, i = 1,2.....M ;M为大于2的正整数屯的取值满足N = W …Km; 步骤A6、采用加密变换参数选择模块产生M个加密变换参数a i，i = 1，2……M；步骤A7、将步骤A5获得的M段数据分别采用M个加密变换参数a i进行加权分数傅立叶变换，获得M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果； 步骤AS、将步骤A7获得的M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果进行合并，获得一段长度为N的并行合成信号； 步骤A9、将步骤AS获得的长度为N的并行合成信号进行并/串转换，获得长度为N的串行合成信号； 步骤A10、将步骤A9获得的长度为N的串行合成信号进行数字载波调制，获得调制后信号; 步骤All、将步骤AlO获得的调制后信号进行数/模转换，获得模拟信号； 步骤A12、将步骤All获得的模拟信号进行滤波，获得滤波后的信号； 步骤A13、将步骤A12滤波后的信号进行上变频处理，并采用发射天线发射至信道； 它的信号接收方法由以下步骤实现: 步骤B1、采用接收天线接收步骤A13发射的信号，并将接收信号进行下变频处理，获得下变频后信号； 步骤B2、将步骤BI获得的下变频后信号进行滤波，获得滤波后信号； 步骤B3、将步骤B2获得的滤波后信号进行模/数转换，获得数字信号； 步骤B4、将步骤B3获得的数字信号进行数字载波解调，获得长度为N的串行解调信号; 步骤B5、将步骤B4获得的长度为N的串行解调信号进行串/并转换，获得长度为N的并行解调信号； 步骤B6、采用变换域解密模块将步骤B5获得的长度为N的并行解调信号分为M段数据，该M段数据的长度分别为Ki, i = 1,2……M ;M为大于2的正整数屯的取值满足N =K+K1+K2 …Km ； 步骤B7、采用解密变换参数选择模块产生M个解密变换参数-a i ; 步骤B8、将步骤B6获得的M段数据分别采用M个加密变换参数-a i进行加权分数傅立叶变换，获得M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果；步骤B9、将步骤B8获得的M个长度分别为Ki的加权分数傅立叶变换处理结果进行合成，获得一段长度为N的并行解密信号； 步骤B10、将步骤B9获得的长度为N的并行解密信号进行并/串转换，获得长度为N的串行解密信号； 步骤BH、采用扩频码产生模块生成长度为N的扩频码序列； 步骤B12、将步骤BlO获得的长度为N的串行解密信号采用步骤Bll生成的长度为N的扩频码序列在扩频解码模块中进行解扩，获得长度为N的串行解扩信号； 步骤B13、将步骤B12获得的长度为N的串行解扩信号进行数字基带解映射，获得解调后数据后输出。
2.根据权利要求1所述的基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，其特征在于步骤A5中M的取值为4。
3.根据权利要求2所 述的基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，其特征在于步骤A5中4段数据的长度分别为=K1 = 256，K2 = 256，K3=256, K4 = 255。
4.根据权利要求3所述的基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，其特征在于步骤A6中产生的M个加密变换参数a i分别为:α I = 0.5，ct 2 — 0.8，ct 3 — 0.3，ct * — 0.6。
5.根据权利要求3所述的基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，其特征在于步骤Α6中产生的M个加密变换参数a i分别为:α I = 0.1，ct 2 — 0.2，ct 3 — 0.5j ct 4 — 0.3ο
6.根据权利要求3所述的基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，其特征在于步骤Α6中产生的M个加密变换参数a i分别为:α I = 0.6，α 2 = 0.9, α 3 = 0.5，α 4 = 0.70
全文摘要
基于加权分数傅立叶变换的变参数扩频序列低检测概率信号发射与接收方法，涉及通信领域。它是为了解决现有直接序列扩频通信系统抗截获能力差的问题。它的信号发射过程对数据源的数据进行数字基带映射、扩频、串/并转换后信号分为M段并分别进行加权分数傅立叶变换，然后合成一段信号并进行并/串转换、数字载波调制、数/模转换、滤波、上变频处理后发射至信道；它的信号接收方法将接收信号进行下变频、滤波、模/数转换、数字载波解调、串/并转换后分为M段，并分别进行加权分数傅立叶变换，并合成一段解密信号；然后进行并/串转换、解扩、数字基带解映射后输出。本发明适用于无线通信。
文档编号H04L27/26GK103078817SQ20131003605
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者沙学军, 房宵杰, 吴玮, 白旭, 吴宣利, 李卓明 申请人:哈尔滨工业大学