高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于WFRFT的卫星信号掩盖方法研究

桑之昂 刘亚南 刘子威 胡义鑫 张更新

桑之昂, 刘亚南, 刘子威, 胡义鑫, 张更新. 基于WFRFT的卫星信号掩盖方法研究[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(1): 339-345. doi: 10.11999/JEIT200922
引用本文: 桑之昂, 刘亚南, 刘子威, 胡义鑫, 张更新. 基于WFRFT的卫星信号掩盖方法研究[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(1): 339-345. doi: 10.11999/JEIT200922
SANG Zhiang, LIU Ya’nan, LIU Ziwei, HU Yixin, ZHANG Gengxin. Research on Satellite Concealment Communication Method Based on WFRFT[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2022, 44(1): 339-345. doi: 10.11999/JEIT200922
Citation: SANG Zhiang, LIU Ya’nan, LIU Ziwei, HU Yixin, ZHANG Gengxin. Research on Satellite Concealment Communication Method Based on WFRFT[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2022, 44(1): 339-345. doi: 10.11999/JEIT200922

基于WFRFT的卫星信号掩盖方法研究

doi: 10.11999/JEIT200922
基金项目: 国家自然科学基金(61801445)
详细信息
    作者简介:

    桑之昂:男,1997年生,博士生,研究方向为卫星通信

    刘亚南:男,1987年生,高级工程师,博士生,研究方向为频谱感知与态势呈现、卫星星座频轨协调

    刘子威:男,1989年生,讲师,研究方向为卫星通信、信号分离、同频干扰分析

    胡义鑫:男,1995年生,硕士生,研究方向为卫星通信

    张更新:男,1967年生,教授,研究方向为卫星通信

    通讯作者:

    刘子威 lzw@njupt.edu.cn

  • 中图分类号: TN927.2

Research on Satellite Concealment Communication Method Based on WFRFT

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61801445)
  • 摘要: 卫星信号掩盖技术利用具有强功率、特定参数特征的信号来掩盖信道中的通信信号,以达到保护信号波形安全的目的。但随着调制识别和串行干扰消除(SIC)技术的发展,采用常规调制方式的掩盖信号能够被非合作接收方破解。针对便携式卫星通信终端的安全通信需求,该文借鉴卫星成对载波多址(PCMA)中利用本地信号副本进行自干扰抵消的思想,分析了一种适用于便携式终端的卫星安全通信方法。同时引入加权类分数傅里叶变换(WFRFT)作为掩盖信号的调制方式,以增加非合作方识别与解调掩盖信号的难度。仿真表明该文所提方法提高了信号传输的安全性,且经过信号分离后系统的误码率损失在可接受范围内,适合实际使用。
  • 图  1  基于WFRFT的卫星信号掩盖通信模型

    图  2  信号分离方法

    图  3  接收信号星座图对比

    图  4  非合作解调掩盖信号的误码率曲线

    图  5  非合作解调通信信号的误码率曲线

    图  6  不同功率差下的误码率性能曲线

    表  1  仿真参数

    参数数值
    数据包长1000 bit
    符号速率32 kBaud
    调制方式QPSK
    信道类型无编码AWGN
    采样率320 kHz
    载波频率100 kHz
    频偏100 Hz
    掩信功率差
    WFRFT变换阶数
    2, 4, 6, 8 dB
    1
    Monte Carlo次数1000
    下载: 导出CSV
  • [1] 赵雄文, 郭春霞, 李景春. 基于高阶累积量和循环谱的信号调制方式混合识别算法[J]. 电子与信息学报, 2016, 38(3): 674–680. doi: 10.11999/JEIT150747

    ZHAO Xiongwen, GUO Chunxia, and LI Jingchun. Mixed recognition algorithm for signal modulation schemes by high-order cumulants and cyclic spectrum[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2016, 38(3): 674–680. doi: 10.11999/JEIT150747
    [2] 张雪梅. 直扩信号检测与参数估计方法研究[D]. [硕士论文], 西安电子科技大学, 2014.

    ZHANG Xuemei. Research on signal detection and parameter estimation of Direct Sequence Spread Spectrum[D]. [Master dissertation], Xidian University, 2014.
    [3] YU Jin and YAO Yudong. Detection performance of chaotic spreading LPI waveforms[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2005, 4(2): 390–396. doi: 10.1109/TWC.2004.842948
    [4] MILLS R F and PRESCOTT G E. Noncoherent pulse combining for improved multiple access LPI network performance[C]. 1993 IEEE Military Communications Conference, Boston, USA, 1993: 590–594.
    [5] 达新宇, 王浩波, 罗章凯, 等. 基于双层多参数加权类分数阶傅里叶变换的双极化卫星安全传输方案[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(8): 1974–1982. doi: 10.11999/JEIT181135

    DA Xinyu, WANG Haobo, LUO Zhangkai, et al. Dual-polarized satellite security transmission scheme based on double layer multi--parameter weighted-type fractional Fourier transform[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(8): 1974–1982. doi: 10.11999/JEIT181135
    [6] 眭晗, 吴文玲. 后量子对称密码的研究现状与发展趋势[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(2): 287–294. doi: 10.11999/JEIT190667

    SUI Han and WU Wenling. Research status and development trend of post-quantum symmetric cryptography[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2020, 42(2): 287–294. doi: 10.11999/JEIT190667
    [7] 陈琦, 李伟. 大信号掩盖技术在信息安全中的应用[J]. 电信快报, 2014(5): 3–5.

    CHEN Qi and LI Wei. Application of large signal masking technology in information security[J]. Telecommunications Information, 2014(5): 3–5.
    [8] LI Chengjie, ZHU Lidong, XIE Anhong, et al. Blind separation of weak object signals against the unknown strong jamming in communication systems[J]. Wireless Personal Communications, 2017, 97(3): 4265–4283. doi: 10.1007/s11277-017-4724-z
    [9] 王夕予, 许晓明, 陈亚军. 非理想连续干扰消除下非正交多址接入上行传输系统性能分析[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(12): 2795–2801. doi: 10.11999/JEIT181165

    WANG Xiyu, XU Xiaoming, and CHEN Yajun. Performances analysis in uplink non-orthogonal multiple access system with imperfect successive interference cancellation[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(12): 2795–2801. doi: 10.11999/JEIT181165
    [10] 付迪, 高勇. 非对称PCMA卫星信号的截获方法[J]. 现代电子技术, 2007, 30(7): 28–30, 34. doi: 10.3969/j.issn.1004-373X.2007.07.010

    FU Di and GAO Yong. Signal interception method for asymmetric PCMA satellite communication systems[J]. Modern Electronics Technique, 2007, 30(7): 28–30, 34. doi: 10.3969/j.issn.1004-373X.2007.07.010
    [11] 彭闯, 杨晓静, 姜丽. 一种非对称PCMA信号盲分离算法[J]. 宇航学报, 2019, 40(5): 554–561. doi: 10.3873/j.issn.1000-1328.2019.05.008

    PENG Chuang, YANG Xiaojing, and JIANG Li. An asymmetric PCMA signal blind separation algorithm[J]. Journal of Astronautics, 2019, 40(5): 554–561. doi: 10.3873/j.issn.1000-1328.2019.05.008
    [12] 郭一鸣, 彭华. 成对载波多址复用混合信号非合作接收单通道盲分离性能界[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(1): 240–247. doi: 10.11999/JEIT180226

    GUO Yiming and PENG Hua. Single channel blind separation performance bound of non-cooperative received paired carrier multiple access mixed signal[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(1): 240–247. doi: 10.11999/JEIT180226
    [13] DANKBERG M. Paired carrier multiple access (PCMA) for satellite communication[C]. The 17th AIAA International Communications Satellite Systems Conference and Exhibit, Yokohama, Japan, 1998: 787–791.
    [14] MEI Lin, SHA Xuejun, RAN Qinwen, et al. Research on the application of 4-weighted fractional Fourier transform in communication system[J]. Science China Information Sciences, 2010, 53(6): 1251–1260. doi: 10.1007/s11432-010-0073-1
    [15] 张邦宁, 张健, 郭道省. 应用DS扩频信号的卫星重叠通信研究[J]. 通信学报, 2005, 26(5): 57–62. doi: 10.3321/j.issn:1000-436X.2005.05.009

    ZHANG Bangning, ZHANG Jian, and GUO Daosheng. Overlay communication based on satellite with DSSS signal[J]. Journal on Communications, 2005, 26(5): 57–62. doi: 10.3321/j.issn:1000-436X.2005.05.009
    [16] STOICA P, LI Hongbin, and LI Jian. A new derivation of the APES filter[J]. IEEE Signal Processing Letters, 1999, 6(8): 205–206. doi: 10.1109/97.774866
    [17] 詹宗超. 基于加权分数傅立叶变换的通信系统抗截获性能研究[D]. [硕士论文], 哈尔滨工业大学, 2010.

    ZHAN Zongchao. Research on anti-interception performance of communication system based on Weighted Fractional Fourier Transform[D]. [Master dissertation], Harbin Institute of Technology, 2010.
    [18] 杨振鑫. WFRFT信号参数识别方法研究[D]. [硕士论文], 哈尔滨工业大学, 2020.

    YANG Zhenxin. Studies on the methods of parameter identification of WFRFT signal[D]. [Master dissertation], Harbin Institute of Technology, 2020.
    [19] LIU Fang. A cross-hierarchical scanning method based SP-4-WFRFT for digital communication signals[J]. Mathematical Problems in Engineering, 2018, 2018: 6580146. doi: 10.1155/2018/6580146
  • 加载中
图(6) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  911
  • HTML全文浏览量:  622
  • PDF下载量:  90
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-28
  • 修回日期:  2021-05-22
  • 网络出版日期:  2021-07-15
  • 刊出日期:  2022-01-10

目录

    /

    返回文章
    返回