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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种基于EWFRFT的卫星通信两地面站物理层安全传输方法，它属于无线通信技术领域。本发明解决了传统方法的物理层安全性能差的问题。本发明中两个通信地面站的调制器对发射信号分别进行EWFRFT，两个地面站信号直接在卫星透明转发器中叠加转发。地面站在接收信号中通过减去本地发射信号的信号副本，得到另一个地面站的信号数据，再对另一个地面站的信号数据进行反变换及常规解调。两地面站发射的信号互为强干扰，窃听节点难以分离两地面站信号，信干噪比恶化严重，EWFRFT很难被窃听节点扫描出参数，可以保障上行链路的传输安全，可以有效降低信道的窃听容量，提升整个通信过程的安全容量，保证物理层的安全性能。本发明方法可以应用于无线通信技术领域。

主权项：1.一种基于EWFRFT的卫星通信两地面站物理层安全传输方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：在发射端步骤S1、地面站一的调制器将信源产生的0、1比特数据进行数字基带调制，获得星座映射后的调制结果X；步骤S2、对步骤S1中获得的调制结果X进行分组，即从调制结果X的首位开始，将调制结果X分成L个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为B，B＝2N，N为正整数，则每个数据块对应一帧数据，将第l帧数据表示为Xl,l＝1,2,3,...,L；步骤S3、分别对步骤S2中获得的每一帧数据进行扩展加权分数傅里叶变换，得到每一帧数据经过扩展加权分数傅里叶变换获得的输出信号；所述步骤S3的具体过程为：Xl1T＝∏[Fj]XlT其中，上角标T代表转置，Xl1是第l帧数据经过扩展加权分数傅里叶变换获得的输出信号，Fj是第j个变换迭代矩阵，j＝0,1,...,N-1，N＝log2B，∏[·]表示N个变换迭代矩阵Fj的累乘结果；变换迭代矩阵Fj是大小为N*N的分块对角矩阵，且Fj的第k个子块表示为： 其中，是大小为2j+1*2j+1的单位矩阵，是大小为2j+1*2j+1的傅里叶变换矩阵，为置换矩阵，为加权系数；步骤S4、给步骤S3的每一帧输出信号分别添加长度为P的同步训练序列，并获得一路串行数字信号XS，XS＝[P1X11P2X21…PlXl1…PLXL1]；步骤S5、将步骤S4中获得的串行数字信号XS分组存入本地信号存储器；步骤S6、将步骤S4中获得的串行数字信号XS通过数模转换器，得到待发射的模拟调制信号XS0，将待发射的模拟调制信号XS0上变频到上行频率后发射出去；步骤S7、同理，地面站二也采用步骤S1至步骤S6的方法，将待发射的模拟调制信号XS1上变频到上行频率后发射出去；步骤S8、步骤S6和步骤S7中发射的信号通过信道的传输到达卫星透明转发器，卫星透明转发器将接收到的地面站一和地面站二的信号从上行频率转换到下行频率，并将下行信号YR转发出去；在接收端步骤R1、下行信号YR通过下行信道的传输到达地面站接收端，地面站一将接收到的信号依次通过低噪声放大器、下变频和模数转换器，获得接收信号YR′；步骤R2、地面站一对接收信号YR′与本地信号存储器中所存储的信号XS中的本地训练序列进行滑动互相关，并基于滑动互相关结果进行峰值检测，再根据峰值检测结果进行自干扰消除，获得地面站二的串行数字信号YR2′；步骤R3、地面站一对串行数字信号YR2′与地面站二使用的本地训练序列进行滑动互相关和定时度量，完成符号同步后将串行信号YR2′中的本地训练序列删除，得到地面站二的信息序列；步骤R4、地面站一对步骤R3中得到的信息序列进行分组，将得到的每组信息分别作为一帧数据，再分别对各帧数据进行扩展加权分数傅里叶逆变换，再将各帧数据的逆变换结果进行串联得到一路串行数字信号Y2；步骤R5、地面站一对串行数字信号Y2进行星座解映射后，恢复出0、1比特数据，将恢复出的0、1比特数据作为解调出的地面站二的比特数据；步骤R6、同理，地面站二也采用步骤R1至步骤R5的方法，解调出地面站一的比特数据。

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