卫星下行链路因其开放性、广域覆盖性而面临严峻的窃听威胁,传统以加密技术为核心的卫星下行链路防窃听方案在计算复杂度与抗量子攻击能力上存在双重瓶颈,且现有卫星下行链路物理层安全防窃听方案的应用场景存在局限性。针对以上问题,...卫星下行链路因其开放性、广域覆盖性而面临严峻的窃听威胁,传统以加密技术为核心的卫星下行链路防窃听方案在计算复杂度与抗量子攻击能力上存在双重瓶颈,且现有卫星下行链路物理层安全防窃听方案的应用场景存在局限性。针对以上问题,通过基于动态扩展因子的扰码与编码级联设计,提出一种基于信道状态信息(Channel State Information,CSI)和协作中继的卫星下行链路防窃听方案。首先,通过部署地面中继基站,建立基于协作中继的卫星下行链路通信模型,扩大合法链路与窃听链路的CSI随机性差异;其次,通过合法链路CSI对准循环低密度奇偶校验码扩展因子进行动态调控,增加编码随机性,进而增加窃听者译码难度;最后,通过动态扩展因子与合法链路CSI在卫星端与用户端构建加扰与解扰机制,使窃听者因缺乏合法链路CSI而无法解扰保密信息。仿真结果表明,在用户端误码率低至10-6的情况下,利用扰码对CSI的依赖性构建窃听者解扰壁垒,可使窃听者误码率接近0.5。所提方案凭借对CSI与地面协作中继的协同设计,既具备抵御量子计算攻击的潜在能力,又契合卫星通信网络工程部署对高效低耗的需求,能够有效平衡卫星下行链路信息传输可靠性与安全性的矛盾,可为未来6G空天地一体化场景下的信息安全传输提供具备工程实践价值的技术参考路径。展开更多
随着数字化技术和雷达系统的发展,针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的干扰对抗技术不断进步,尤其是基于数字射频存储技术(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)产生的有源欺骗干扰为SAR成像系统带来了前所未有的考验。...随着数字化技术和雷达系统的发展,针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的干扰对抗技术不断进步,尤其是基于数字射频存储技术(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)产生的有源欺骗干扰为SAR成像系统带来了前所未有的考验。针对欺骗干扰开展SAR成像抗干扰方法研究,本文基于相位编码波形与带有循环前缀的正交频分复用(Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CP-OFDM)波形进行正交波形设计,提出了相位编码CP-OFDM正交波形。基于CP-OFDM波形的循环前缀(Cyclic Prefix,CP)特征,引入基于线性模型的脉冲压缩方法对相位编码CP-OFDM正交波形的SAR成像回波进行距离向处理,能够实现无旁瓣干扰的自相关脉冲压缩。通过对相位编码CP-OFDM波形的时域相位进行编码优化设计,可以实现不同相位编码CP-OFDM波形之间良好的互相关性能。基于线性模型脉冲压缩方法改善了一种p范数多波形加权循环(p-norm Weighted Cyclic Algorithm,p-WeCAN)波形优化算法,采用该算法对相位编码CP-OFDM波形集的相位编码序列进行优化设计,优化后波形的互相关脉冲压缩结果的峰值水平(Peak Sidelobe Level,PSL)相比于随机相位编码CP-OFDM波形的互相关PSL改善了2 dB左右。CP特性赋予了相位编码CP-OFDM波形良好的自相关脉冲压缩结果,相位编码优化设计提供了良好的互相关脉冲压缩结果,采用该正交波形集进行SAR成像,能够实现对欺骗干扰的抑制。进行了点目标、面目标和基于GF-3回波数据反演的半实测数据的抗欺骗干扰SAR成像仿真,与基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)波形的欺骗干扰条件下的成像结果进行对比,验证了相位编码CP-OFDM对欺骗干扰的抑制能力。展开更多
文摘卫星下行链路因其开放性、广域覆盖性而面临严峻的窃听威胁,传统以加密技术为核心的卫星下行链路防窃听方案在计算复杂度与抗量子攻击能力上存在双重瓶颈,且现有卫星下行链路物理层安全防窃听方案的应用场景存在局限性。针对以上问题,通过基于动态扩展因子的扰码与编码级联设计,提出一种基于信道状态信息(Channel State Information,CSI)和协作中继的卫星下行链路防窃听方案。首先,通过部署地面中继基站,建立基于协作中继的卫星下行链路通信模型,扩大合法链路与窃听链路的CSI随机性差异;其次,通过合法链路CSI对准循环低密度奇偶校验码扩展因子进行动态调控,增加编码随机性,进而增加窃听者译码难度;最后,通过动态扩展因子与合法链路CSI在卫星端与用户端构建加扰与解扰机制,使窃听者因缺乏合法链路CSI而无法解扰保密信息。仿真结果表明,在用户端误码率低至10-6的情况下,利用扰码对CSI的依赖性构建窃听者解扰壁垒,可使窃听者误码率接近0.5。所提方案凭借对CSI与地面协作中继的协同设计,既具备抵御量子计算攻击的潜在能力,又契合卫星通信网络工程部署对高效低耗的需求,能够有效平衡卫星下行链路信息传输可靠性与安全性的矛盾,可为未来6G空天地一体化场景下的信息安全传输提供具备工程实践价值的技术参考路径。
文摘随着数字化技术和雷达系统的发展,针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的干扰对抗技术不断进步,尤其是基于数字射频存储技术(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)产生的有源欺骗干扰为SAR成像系统带来了前所未有的考验。针对欺骗干扰开展SAR成像抗干扰方法研究,本文基于相位编码波形与带有循环前缀的正交频分复用(Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CP-OFDM)波形进行正交波形设计,提出了相位编码CP-OFDM正交波形。基于CP-OFDM波形的循环前缀(Cyclic Prefix,CP)特征,引入基于线性模型的脉冲压缩方法对相位编码CP-OFDM正交波形的SAR成像回波进行距离向处理,能够实现无旁瓣干扰的自相关脉冲压缩。通过对相位编码CP-OFDM波形的时域相位进行编码优化设计,可以实现不同相位编码CP-OFDM波形之间良好的互相关性能。基于线性模型脉冲压缩方法改善了一种p范数多波形加权循环(p-norm Weighted Cyclic Algorithm,p-WeCAN)波形优化算法,采用该算法对相位编码CP-OFDM波形集的相位编码序列进行优化设计,优化后波形的互相关脉冲压缩结果的峰值水平(Peak Sidelobe Level,PSL)相比于随机相位编码CP-OFDM波形的互相关PSL改善了2 dB左右。CP特性赋予了相位编码CP-OFDM波形良好的自相关脉冲压缩结果,相位编码优化设计提供了良好的互相关脉冲压缩结果,采用该正交波形集进行SAR成像,能够实现对欺骗干扰的抑制。进行了点目标、面目标和基于GF-3回波数据反演的半实测数据的抗欺骗干扰SAR成像仿真,与基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)波形的欺骗干扰条件下的成像结果进行对比,验证了相位编码CP-OFDM对欺骗干扰的抑制能力。
