【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，是一种基于正交时频空技术的隐蔽通信方法及装置。
技术介绍
1、目前，基于综合扩频技术的隐蔽通信技术在目前的物理层信号隐蔽技术中占据着主导地位，已有的扩频隐蔽通信技术主要集中于时域、频域、码域和功率域。时域扩频隐蔽通信技术主要包括跳时技术和短时猝发通信技术，频域扩频隐蔽通信技术主要包括直接序列扩频技术和跳频技术，码域扩频隐蔽通信技术主要包括跳码扩频技术和混沌序列扩频技术，功率域主要是常规信号掩盖技术。通常来说，为了提高隐蔽通信能力，倾向于在信号波形设计中融合使用多种隐蔽通信技术，从而实现多域信号隐蔽。但目前主要的隐蔽通信方法的动态适应性有限，不适合在高动态通信场景下进行应用。
2、目前高动态通信场景下新兴的通信技术为正交时频空技术，正交时频空(otfs,orthogonal time frequency space)技术是可以使信号/数据符号在时延-多普勒域和时频域之间进行相互转换的一种多载波调制解调技术。其最大的特点是利用了通信物理信道时延-多普勒域的相对稳定性，在根本上改善了在高动态快时变通信场景时，传统的基于时间-频率域波形所面对的时频双选择性信道快速变化难以进行有效的信道估计与均衡的问题。此外，otfs技术具有较强的兼容性，可应用于当前通信系统下的通用信号处理框架，其预编码单元可被添加到单/多载波波形的调制器之后，其对应的解码处理单元则被添加到对应接收端解调器之前，从而使其具有较强的与其他信号波形进行级联设计的能力。但该技术隐蔽性较差，不能实现隐蔽通信。
3、因此本专利技术提
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的隐蔽通信技术多不适合在高动态通信场景下进行应用的问题，提供一种基于正交时频空技术的隐蔽通信方法及装置。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，包括以下步骤：
4、s1：对待传输隐蔽数据比特进行ldpc编码和行列交织，得到隐蔽信号编码比特序列；所述待传输隐蔽数据比特为完成模式适配和流适配的数据流；
5、s2：对所述隐蔽信号编码比特进行随机跳码扩频，得到隐蔽信号跳码扩频序列；并对所述待传输隐蔽信号编码比特对应的常规信号比特序列进行固定序列扩频，得到常规信号固定扩频序列；
6、其中，所述随机跳码扩频的跳码控制信息从所述常规信号比特序列中截取；
7、s3：将所述隐蔽信号跳码扩频序列以及所述常规信号固定扩频序列分别进行bpsk调制，而后进行非等功率合并，生成合并符号流；
8、s4：对所述合并符号流进行正交时频空变换和成型滤波处理，生成基带发射信号；所述正交时频空变换包括向量-矩阵变换、逆辛-有限傅里叶变换、海森堡变换以及矩阵-向量变换处理。
9、作为本专利技术的优选方案，所述s2中随机跳码扩频的表达式为：
10、
11、其中，by[n]表示隐蔽信号跳码扩频序列，为异或运算符，dy[n]表示所述隐蔽信号编码比特序列，py[n]表示随机跳码扩频的伪随机序列，py[n]的比特速率为dy[n]的ky倍，ky为隐蔽信号的扩频因子。
12、作为本专利技术的优选方案，所述s2中固定序列扩频的表达式为：
13、
14、其中，bd[n]表示常规信号固定扩频序列，为异或运算符，dd[n]表示所述待传输隐蔽信号编码比特对应的常规信号比特序列，pd[n]表示固定序列扩频的伪随机序列，pd[n]的比特速率为dd[n]的kd倍，kd为常规信号的扩频因子。
15、作为本专利技术的优选方案，所述s3中合并操作的表达式为：
16、xb[n]＝adxd[n]+ayxy[n],
17、其中，xb[n]表示合并符号流，xd[n]表示常规信号经bpsk调制后的符号序列，xy[n]表示隐蔽信号经bpsk调制后的符号序列，ad表示常规符号序列的幅度，ay表示隐蔽符号序列的幅度。
18、作为本专利技术的优选方案，所述s4包括以下步骤：
19、s41：将所述合并符号流切分成长度为mn的一组向量，每一组向量会通过向量-矩阵变换，将mn个符号放置在一个m×n维的时延-多普勒域的复矩阵上，输出该矩阵；
20、s42：对所述时延-多普勒域复矩阵进行逆辛-有限傅里叶变换，得到时间-频率域复矩阵；
21、s43：对所述时间-频率域复矩阵进行海森堡变换和发端成型滤波，得到时域矩阵信号；
22、s44：对时域矩阵信号进行矩阵-向量变换，生成基带发射信号。
23、一种基于正交时频空技术的隐蔽通信接收方法，用于接收端，且所述接收方法与以上所述的任意一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法相匹配，所述方法包括以下步骤：
24、s5：对完成同步后的基带接收信号进行匹配滤波和正交时频空解调，而后基于等效信道状态信息进行线性信道均衡，输出接收合并符号流；
25、s6：基于接收合并符号流，对所述常规信号进行固定扩频序列解扩解调，获取所述跳码控制信息，并根据所述跳码控制信息和接收合并符号流，对所述隐蔽信号进行跳码解扩解调，输出隐蔽信号编码比特序列；
26、s7：对所述隐蔽信号编码比特序列进行解交织与ldpc信道译码处理，得到隐蔽数据比特。
27、作为本专利技术的优选方案，所述s5包括以下步骤：
28、s51：将同步后的数字基带接收信号切分成长度为mn的一组向量，每一组向量会通过向量-矩阵变换，将mn个符号放置在一个m×n维的时域的复矩阵上，并输出该矩阵；
29、s52：对所述时域矩阵信号进行成型匹配滤波和维格纳变换，得到时间-频率域矩阵；
30、s53：对所述时间-频率域的矩阵进行辛-有限傅里叶变换，得到时延-多普勒域矩阵；
31、s54：对所述时延-多普勒域矩阵进行矩阵-向量变换，得到otfs解调信号；
32、s55：对所述otfs解调信号进行基于等效信道状态信息的线性信道均衡，输出接收合并符号流。
33、一种用于以上所述的任意一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法的基于正交时频空技术的隐蔽通信发射装置，用于发射端，所述装置包括：ldpc编码模块、行列交织模块、跳码扩频模块、固定序列扩频模块、bpsk调制模块、非等功率合并模块、正交时频空调制模块、数模转换器以及射频传输模块；
34、所述ldpc编码模块用于对待传输隐蔽数据比特进行ldpc信道编码，并发送到所述行列交织模块；
35、所述行列交织模块用于对所述ldpc编码模块输出的数据进行行列交织处理，生成隐蔽信号编码比特序列；
36、所述跳码扩频模块用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述S2中随机跳码扩频的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述S2中固定序列扩频的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述S3中合并操作的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：
6.一种基于正交时频空技术的隐蔽通信接收方法，其特征在于，用于接收端，且所述接收方法与权利要求1-5所述的任意一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法相匹配，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信接收方法，其特征在于，所述S5包括以下步骤：
8.一种用于执行权利要求1-5所述的任意一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法的基于正交时频空技术的隐蔽通信发
9.一种用于执行权利要求7所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信接收方法的基于正交时频空技术的隐蔽通信接收装置，其特征在于，用于接收端，所述装置包括：射频处理模块、模数转换器、定时同步模块、正交时频空解调模块，信道估计与均衡模块、解扩解调模块以及解交织与LDPC信道译码模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述s2中随机跳码扩频的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述s2中固定序列扩频的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述s3中合并操作的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法，其特征在于，所述s4包括以下步骤：
6.一种基于正交时频空技术的隐蔽通信接收方法，其特征在于，用于接收端，且所述接收方法与权利要求1-5所述的任意一种基于正交时频空技术的隐蔽通信发射方法相匹配，所述方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：燕贺云，刘宇杰，付学瀚，蒯小燕，朱立东，刘轶伦，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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