基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法
【專利摘要】基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，涉及保密通信【技術(shù)領(lǐng)域】。它是為了提高基于四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的保密通信系統(tǒng)的安全性能，以及解決當(dāng)非目的接收機(jī)已知發(fā)射機(jī)采用的是四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行信號(hào)加密時(shí)采用逐一掃描來(lái)破解加密信號(hào)的安全隱患。其信號(hào)發(fā)射過(guò)程：輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶映射、串/并轉(zhuǎn)換、N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換、并/串轉(zhuǎn)換、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、上變頻處理后發(fā)射至信道；其信號(hào)接收過(guò)程：將接收信號(hào)進(jìn)行下變頻、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、串/并轉(zhuǎn)換、N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換、并/串轉(zhuǎn)換、基帶解映射后獲得原始信號(hào)輸出。本發(fā)明適用于保密通信。
【專利說(shuō)明】基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及保密通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾十年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線信息傳輸和交換在人們的日常生活中所體現(xiàn)的價(jià)值越來(lái)越明顯，但是由于無(wú)線通信其固有的開(kāi)放性，無(wú)線通信信息被非法截取的實(shí)例時(shí)有發(fā)生，而通信過(guò)程中數(shù)據(jù)失密會(huì)造成嚴(yán)重后果(如金融信息、軍事情報(bào)等)，所以數(shù)據(jù)保密成為十分重要的問(wèn)題。
[0003]傳統(tǒng)的通信信號(hào)抗截獲手段有包括直接序列擴(kuò)頻、跳頻、跳時(shí)及混合擴(kuò)頻等在內(nèi)的擴(kuò)頻技術(shù)和信號(hào)變換等手段。然而近年來(lái)針對(duì)這些傳統(tǒng)的技術(shù)的截獲手段已經(jīng)取得了較大的提高。傳統(tǒng)技術(shù)手段在當(dāng)今信息速率高速化的場(chǎng)景下對(duì)信息的保密保護(hù)能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需求。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00810063871.2，名稱為《一種基于四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的通信保密和解密方法》的專利申請(qǐng)中，在非目的接收機(jī)己知發(fā)射機(jī)采用的是四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行信號(hào)加密情況下就可以通過(guò)對(duì)加密參數(shù)進(jìn)行逐一掃描來(lái)破解加密信號(hào)，從而獲得真實(shí)信號(hào)。很明顯，僅僅依靠四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的變換階數(shù)作為保密參數(shù)的保密性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了提高基于四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的保密通信系統(tǒng)的安全性能，以及解決當(dāng)非目的接收機(jī)已知發(fā)射機(jī)采用的是四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行信號(hào)加密時(shí)采用逐一掃描來(lái)破解加密信號(hào)的安全隱患，從而提供一種基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法。
[0006]基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，其特征在于，
[0007]它的信號(hào)發(fā)射過(guò)程:
[0008]步驟一、將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶映射，獲得調(diào)制結(jié)果；
[0009]步驟二、將步驟一獲得的調(diào)制結(jié)果進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得N路并行信號(hào)；
[0010]步驟三、將步驟二獲得的N路并行信號(hào)分別進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得N路M倍變換結(jié)果；N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受加密參數(shù)選擇；
[0011]步驟四、將步驟三獲得的N路M倍變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路長(zhǎng)度為N*M的串行信號(hào)；
[0012]步驟五、將步驟四獲得的一路長(zhǎng)度為N*M的串行信號(hào)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得模擬信號(hào);
[0013]步驟六、將步驟五獲得的模擬信號(hào)進(jìn)行上變頻處理，并將上變頻處理后的信號(hào)發(fā)射至信道；[0014]它的信號(hào)接收過(guò)程:
[0015]步驟七、接收端將接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得下變頻處理后的信號(hào)；
[0016]步驟八、將步驟七獲得的處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)；
[0017]步驟九、將步驟八獲得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得每一路長(zhǎng)度均為M的N路并行信號(hào)；
[0018]步驟十、將步驟九獲得的每一路長(zhǎng)度均為M的N路并行信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受加密參數(shù)選擇；
[0019]步驟十一、將步驟十獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路串行信號(hào)；
[0020]步驟十二、將步驟十一獲得的一路串行信號(hào)進(jìn)行基帶解映射，獲得原始數(shù)據(jù)后輸出。
[0021]步驟三中N路并行信號(hào)分別進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換方法為:
[0022]步驟1、將原始輸入序列Xtl經(jīng)序列反轉(zhuǎn)后獲得N路并行反轉(zhuǎn)序列X2,
[0023]步驟2、將原始輸入序列Xtl經(jīng)傅里葉變換后獲得N路并行傅里葉變換信號(hào)X1,
[0024]步驟3、將步驟2中的N路并行傅里葉變換信號(hào)X1經(jīng)序列反轉(zhuǎn)后獲得N路并行傅里葉變換反轉(zhuǎn)信號(hào)X3 ；
[0025]步驟4、將步驟I至步驟3中得到的序列\(zhòng)、X1^ X2和X3分別利用偽隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的4組不同的擴(kuò)頻碼序列PR、PR、PN2和PN3通過(guò)公式:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，其特征在于， 它的信號(hào)發(fā)射過(guò)程: 步驟一、將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶映射，獲得調(diào)制結(jié)果； 步驟二、將步驟一獲得的調(diào)制結(jié)果進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得N路并行信號(hào)； 步驟三、將步驟二獲得的N路并行信號(hào)分別進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得N路M倍變換結(jié)果；N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受加密參數(shù)選擇； 步驟四、將步驟三獲得的N路M倍變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路長(zhǎng)度為N*M的串行信號(hào)； 步驟五、將步驟四獲得的一路長(zhǎng)度為N*M的串行信號(hào)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得模擬信號(hào)；步驟六、將步驟五獲得的模擬信號(hào)進(jìn)行上變頻處理，并將上變頻處理后的信號(hào)發(fā)射至信道； 它的信號(hào)接收過(guò)程: 步驟七、接收端將接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得下變頻處理后的信號(hào)； 步驟八、將步驟七獲得的處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)； 步驟九、將步驟八獲得的 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得每一路長(zhǎng)度均為M的N路并行信號(hào); 步驟十、將步驟九獲得的每一路長(zhǎng)度均為M的N路并行信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受加密參數(shù)選擇； 步驟十一、將步驟十獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路串行信號(hào)； 步驟十二、將步驟十一獲得的一路串行信號(hào)進(jìn)行基帶解映射，獲得原始數(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)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，其特征在于步驟三中N路并行信號(hào)分別進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換方法為: 步驟1、將原始輸入序列Xtl經(jīng)序列反轉(zhuǎn)后獲得N路并行反轉(zhuǎn)序列X2, 步驟2、將原始輸入序列Xtl經(jīng)傅里葉變換后獲得N路并行傅里葉變換信號(hào)X1, 步驟3、將步驟2中的N路并行傅里葉變換信號(hào)X1經(jīng)序列反轉(zhuǎn)后獲得N路并行傅里葉變換反轉(zhuǎn)信號(hào)X3 ; 步驟4、將步驟I至步驟3中得到的序列\(zhòng)、X1, X2和X3分別利用偽隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的4組不同的擴(kuò)頻碼序列PR、PR、PN2和PN3通過(guò)公式: X:PN0* X0;
XI= PN1 * X1.,
X2= PN2* X2;
X = PN, -.:= ΛΛ ； 擴(kuò)頻得到4個(gè)N*M信息矩陣X。、X1,交2和交3;步驟5、將步驟4得到的信息矩陣X X1,交2和X分別采用不同的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)后并相加得到數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為N*M的變換后待發(fā)送數(shù)據(jù)塊
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，其特征在于步驟十中將每一路長(zhǎng)度均為M的N路并行信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換的方法是: 步驟A、原始輸入長(zhǎng)度為N*M的序列Stl分別利用隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的相同偽隨機(jī)碼序列戸▽,,、PN1,戶#2和戶#3通過(guò)公式:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，其特征在于步驟三中，對(duì)N路并行信號(hào)分別進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換中，擴(kuò)頻采用的擴(kuò)頻碼由偽隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多序列聯(lián)合擴(kuò)頻保密通信方法，其特征在于步驟十中，對(duì)N路并行信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)多序列M倍擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉逆變換中，解擴(kuò)頻 采用的偽隨機(jī)碼由偽隨機(jī)碼產(chǎn)生模塊產(chǎn)生。
【文檔編號(hào)】H04L9/18GK103746803SQ201410022862
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】沙學(xué)軍, 房宵杰, 梅林 , 王焜, 李勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)