[发明专利]一种基于运动状态空间位置点的安全通信方法

说明书

本发明公开了一种基于运动状态空间位置点的安全通信方法，属于通信技术领域。本发明所述方法包括配置步骤、训练步骤和通信步骤；首先配置发射机和接收机的模块组成，训练步骤完成后再进行通信。本发明所述方法可以实现基于空间位置点在运动状态下的安全通信，即对于运动状态下的目标接收机所处于的任何空间位置点，目标接收机都能接收到正确的QPSK星座图，但窃听接收机不能接收到正确的QPSK星座图，达到运动状态下空间位置点安全通信的目的。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于运动状态空间位置点的安全通信方法。

背景技术

在通信中，系统容易遭受窃听、仿冒、篡改等攻击。现有的抗截获和反欺骗手段依赖于上层的加密和认证技术，随着计算能力的提升，上层加密和认证技术面临密钥管理、分配和维护困难，长密钥的高运算开销和资源浪费等挑战。为了应对这些问题，国内外提出物理层安全通信，利用物理层本身的随机性来摆脱长密钥的依耐性。目前研究较为广泛的物理层安全通信技术如空域波束赋形技术和方向调制技术，只能解决角度域的安全问题。

申请号为202110470951 .5、发明名称为“一种基于空间位置点的安全通信系统”的中国发明专利公开了一种基于距离域的安全通信系统，实现了保障距离域上的安全性，但该安全通信系统仍存在一定的局限性，即发射机与接收机始终在固定的位置点上进行正确收发，对于安全通信的其他应用背景，即当收发机处于运动状态下，该系统提供的安全通信方式便不再适用。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于运动状态空间位置点的安全通信方法。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

一种基于运动状态空间位置点的安全通信方法，包括以下步骤：

配置步骤：

发射机和接收机都配置发射端和接收端；发射端配置具体包括发端时间计数模块、星座映射模块、发端相位旋转模块和发端相位预补偿模块；接收端配置具体包括收端时间计数模块、收端相位旋转模块、收端相位补偿模块和星座逆映射模块；

训练步骤：

设定发射机和接收机的发射端和接收端的当前模式为训练模式，发射机的发端时间计数模块产生周期性脉冲，更新正向计数器的计数值和发端寄存器的值；接收机的收端时间计数模块产生周期性脉冲，更新反向计数器的计数值和收端寄存器的值；训练协议根据正向计数器的计数值、发端寄存器的值、反向计数器的计数值和收端寄存器的值计算输出信号相位；接收机的收端相位补偿模块根据输出信号相位计算收端相位补偿值；发射机的相位预补偿模块计算相位预补偿值；

通信步骤：

设定发射机的发射端和接收机的接收端的当前模式为训练模式，发射机的接收端和接收机的发射端的当前模式为工作模式；或者设定发射机的发射端和接收机的接收端的当前模式为工作模式，发射机的接收端和接收机的发射端的当前模式为训练模式；或者设定发射机和接收机的发射端和接收端的当前模式为工作模式；

接收机的收端相位补偿模块计算收端相位补偿值；发射机的相位预补偿模块计算相位预补偿值；发射机的发射端向接收机的接收端发送数据，星座映射模块计算扰动后的信号码片；发端相位旋转模块将扰动后的信号码片进行相位旋转，得到旋转后发射信号码片；发端相位预补偿模块依据相位预补偿值对旋转后发射信号码片进行相位预补偿，得到相位预补偿后的发射信号码片并依次发送至接收机的接收端；接收机的收端相位旋转模块对接收信号依次进行匹配滤波、均衡操作和相位旋转，得到旋转后接收信号码片；收端相位补偿模块依据收端相位补偿值对旋转后接收信号码片进行相位补偿，得到相位补偿后接收信号码片；星座逆映射模块将相位补偿后接收信号码片相加得到接收信号，对接收信号进行逆映射得到接收比特流。