【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于物理层安全通信，具体涉及一种无密钥、新型连续相位调制安全通信方法及系统。
技术介绍
1、衡量通信系统性能的一个重要指标就是安全性。安全通信指的是既确保合法用户之间能够可靠通信，又保证合法用户之间的通信信息不被非法用户窃听。物理层安全一方面指的是对开放的空口信号进行加密、扰动和抗干扰等安全技术，实现信号特征的隐藏和信号的安全传输，以降低截获概率；另一方面指的是用无线信道呈现出的丰富个性化“指纹”特征进行密钥分发、认证增强，对上层安全防护体系进行安全增强设计等。在低截获概率通信系统中，大多采用扩频技术和连续相位调制技术来隐藏信息。但由于常规的扩频技术具备可重复元素，而这些信号特征可能会使非法用户从获取的信号的部分片段重建整个信号，因此对物理层传输的信号进行随机扰乱设计是物理层信号安全防护的一种有效途径，可以消除波形的固有特性，增加波形的随机量，隐蔽传输信号的参数，保证通信的低截获率。相位不连续信号在频谱中产生更多的循环谱线且有脉冲相应，其信号特征会更容易被敌方识别，因此连续相位信号在安全通信系统中得到广泛运用，但是随着盲识别技术的发展，常规的连续相位调制，如msk调制、gmsk调制等，可能会被精准识别并干扰。同时，传统的密钥加密技术通过加密算法来保护通信信息的安全传输，采用特定的密钥对信息进行加密，使信息从发端到收端均以密文形式传输，提高通信的安全性。当加密算法足够复杂时，窃听者破解该加密系统的时间就会远超过加密信号的有效期，但是随着计算机算力的不断提升以及量子计算机的诞生，其安全性也受到越来越大的挑战，导致密钥本身成
技术实现思路
1、由于现有安全通信系统存在信号易被识别、密钥易被破解的缺点，本专利技术提出了一种无密钥、新型连续相位调制安全通信方法及系统。本专利技术提出的安全通信方法及系统可以避免因密钥泄露导致密钥体系被攻破的问题，同时提出的新型连续相位调制方式不易被敌方识别。
2、本专利技术涉及的通信系统采用的设备具有以下特征：收发合置，采用扩频通信方式，设备具有可获取精准授时的gps或北斗模块。
3、本专利技术具体技术方案如下：
4、一种连续相位调制安全通信方法，包括以下步骤：
5、步骤一、对收发双方进行通信时延估算以完成时基同步；
6、步骤二、根据发送端获取的当前时间信息、设置的时隙长度及收发双方之间的单向传输时延设定时隙的随机化种子，随机化该时隙原始符号的传输速率、扩频伪随机序列的截取位置与截取长度、扩频伪随机序列码片周期驻留时间等波形系数；
7、步骤三、对原始符号进行扩频调制，再进行连续相位调制；
8、步骤四、接收端将接收的信号进行调解，再根据获取的当前时间信息产生与发送端一致的波形系数，对已解调信号进行解扩，恢复出原始符号，实现信息的无密钥传输。
9、作为优选，步骤一、在信息通信开始前，先记录通信设备1(即发送端)向通信设备2(即接收端)发送同步序列的时间tsend，通信设备2接收部分在接收该同步序列后立即闭环通过其发射部分转发给通信设备1，通信设备1记录接收到回传信号的时间treceive。设该类通信设备发射部分处理时延为te，信号在介质中传输时延为tp，该类通信设备接收部分处理时延为tr，信号来回传输总时延为td，单向传输时延为tdelay，所以有如下关系：
10、td＝treceive-tsend (1)
11、
12、作为优选，步骤二、通信设备1的信息按时隙进行通信，设一个时隙长度为tslot。每个时隙发送信息前，发射部分根据获取的当前时间信息和收发设备之间的单向传输时延tdelay的关系来设定该时隙发射信号波形系数的随机化种子。波形系数包括原始符号的传输速率、扩频伪随机序列的起始位置和截取长度、扩频伪随机序列码片周期驻留时间。对波形系数的随机化具体见下文。当tsend＜tdelay时，以当前授时信息tsend(即同步序列的时间)为当前时隙的波形系数的随机化种子，当tsend≥tdelay时，以作为当前时隙的波形系数的随机化种子，为地板函数。
13、将待传输的二进制序列转换成四进制符号后进行串并转换分成i/q两路，根据当前时隙波形系数的随机化种子，随机化原始符号的传输速率rsymbol，则符号周期为设当前时隙中i/q两路可传输x个符号，则
14、根据当前时隙波形系数的随机化种子随机化扩频伪随机序列的起始位置pi与pq、扩频伪随机序列的截取长度m、扩频伪随机序列码片周期驻留时间s。设i/q两路完整的扩频伪随机序列iseq、qseq长度均为l，则1≤pi≤l，1≤pq≤l，当pi+m≤l时，通过截取序列iseq从pi至pi+m-1位置获得i路的扩频伪随机序列seq1，当pi+m＞l时，则通过截取序列iseq从pi至l位置再循环回从1至m-l+pi-1位置获得。当pq+m≤l时，通过截取序列qseq从pq至pq+m-1位置获得q路的扩频伪随机序列seq2，当pq+m＞l时，则通过截取序列qseq从pq至l位置再循环回从1至m-l+pq-1位置获得。
15、作为优选，步骤三、当前帧波形系数产生完毕，i路的第1,2,···,x个原始符号分别与seq1做异或运算得到i路已扩符号ik(k＝1，2，3，…，mx)，q路的第1,2,···,x个原始符号分别与seq2做异或运算得到q路已扩符号qk，再向当前时隙末尾不足以传输一个符号的残余时间段分别填充高斯白噪声，从而构成整个时隙的已扩符号。
16、对已扩符号进行相位调制。设不同时隙的已扩符号固定包含m个载波周期，则信号载波频率该信号表达式如(3)所示：
17、sk(t)＝cos(2πfct+θk) (3)
18、其中，θk表示符号调制相位，计算公式如(4)所示：
19、
20、为保持相位连续，根据前后符号不同的相位差，改变式(3)中已调信号波形，按式(5)将已调信号在一个符号周期内分成三部分如图2所示，可得到新型连续相位调制总公式：
21、
22、其中，θk-1、θk、θk+1分别表示前一符号、当前符号、后一符号的相位，tx、ty分别表示第一部分、第三部分的持续时间，计算公式如式(6)、(7)所示：
23、
24、fh、fe分别表示第一部分载频、第三部分载频，计算公式如式(8)、(9)所示：
25、
26、表示第一部分的修正相位，计算公式如式(10)所示：
27、
28、作为优选，步骤四、在通信设备2接收部分，产生与式(5)相同信号波形的rk(t)，将接收到的信号通过解调得到基带符号。
29、通信设备2接收部分采用当前授时信息作为当前时隙的随机化种子，产生与步骤二一致的波形系数，对已解调的基带符号进行解扩，从而恢复出原始符号。
30、一种无密钥、新型连续相位调制安全通信过程执行结束。
31、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
3.如权利要求2所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
4.如权利要求3所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
5.如权利要求3或4所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
6.如权利要求5所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
7.如权利要求6所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
8.一种连续相位调制安全通信系统，基于权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，包括如下模块：
【技术特征摘要】
1.一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
3.如权利要求2所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
4.如权利要求3所述一种连续相位调制安全通信方法，其特征在于：
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：易志强，牛雅婷，朱文豪，曾嵘，胡志蕊，刘晴，姚英彪，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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