本發(fā)明屬于安全通信，具體涉及一種從ofdm背景信號(hào)中分離出隱蔽信號(hào)的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著4g以及5g技術(shù)的快速應(yīng)用，無(wú)線信道中傳輸著越來(lái)越多的常規(guī)的lte或一般的ofdm信號(hào)。但是在一般的ofdm強(qiáng)信號(hào)的背景環(huán)境中，可以嵌入其他隱蔽傳輸?shù)男盘?hào)，這會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)的安全性面臨巨大的威脅。但是在目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)安全通信的研究中，很少有涉及ofdm信號(hào)的研究，更沒(méi)有針對(duì)ofdm強(qiáng)信號(hào)中嵌入的其他信號(hào)的分析研究。

2、綜上所述，為了提升通信系統(tǒng)的安全性，提出一種從ofdm強(qiáng)信號(hào)背景中提取隱蔽傳輸?shù)娜跣盘?hào)，并對(duì)提取出的弱信號(hào)進(jìn)行分析與處理的方法是目前亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為解決由于ofdm強(qiáng)信號(hào)背景中嵌入隱蔽傳輸?shù)娜跣盘?hào)，導(dǎo)致通信系統(tǒng)的安全性差的問(wèn)題，提出了一種從ofdm背景信號(hào)中分離出隱蔽信號(hào)的方法。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種從ofdm背景信號(hào)中分離出隱蔽信號(hào)的方法，所述方法具體包括以下步驟：

3、步驟一、接收端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，再對(duì)下變頻處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)；

4、步驟二、移除步驟一中獲得的數(shù)字信號(hào)的循環(huán)前綴，獲得串行數(shù)據(jù)，再對(duì)得到的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換處理，獲得并行數(shù)據(jù)；

5、步驟三、對(duì)步驟二中獲得的并行數(shù)據(jù)分別進(jìn)行fft變換處理，獲得各路頻域信號(hào)；

6、步驟四、根據(jù)步驟三中獲得的每路頻域信號(hào)分別繪制星座圖，再分別對(duì)每個(gè)星座圖中的星座點(diǎn)進(jìn)行修正處理，根據(jù)星座點(diǎn)修正結(jié)果得到各路修正后的頻域信號(hào)；

7、步驟五、分別對(duì)每路修正后的頻域信號(hào)分別進(jìn)行ifft變換處理，獲得各路時(shí)域信號(hào)；

8、步驟六、對(duì)各路時(shí)域信號(hào)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，獲得串行數(shù)據(jù)，給得到的串行數(shù)據(jù)添加循環(huán)前綴后，獲得重構(gòu)的信號(hào)；

9、步驟七、利用步驟一中獲得的數(shù)字信號(hào)減去步驟六中重構(gòu)出的信號(hào)，獲得從ofdm信號(hào)中分離出的剩余信號(hào)；

10、步驟八、對(duì)步驟七中分離出的信號(hào)進(jìn)行分析與處理。

11、進(jìn)一步地，所述步驟四的具體過(guò)程為：

12、根據(jù)步驟三中獲得的每路頻域信號(hào)分別繪制星座圖；

13、對(duì)于任意一路頻域信號(hào)對(duì)應(yīng)的星座圖，對(duì)該星座圖中的星座點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到m個(gè)類別的星座點(diǎn)，將每個(gè)類別的星座點(diǎn)分別作為一團(tuán)星座，即共獲得m團(tuán)星座，并根據(jù)該星座圖識(shí)別出該路頻域信號(hào)的調(diào)制方式；

14、再分別對(duì)每團(tuán)星座進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果對(duì)每團(tuán)星座內(nèi)的星座點(diǎn)進(jìn)行第一次星座修正，根據(jù)識(shí)別出的調(diào)制方式對(duì)第一次星座修正結(jié)果進(jìn)行第二次星座修正，根據(jù)第二次星座修正后的各團(tuán)星座得到該路修正后的頻域信號(hào)；

15、同理，分別得到每路修正后的頻域信號(hào)。

16、進(jìn)一步地，所述分別對(duì)每團(tuán)星座進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果對(duì)每團(tuán)星座內(nèi)的星座點(diǎn)進(jìn)行第一次星座修正；具體為：

17、分別估計(jì)出每團(tuán)星座的理想星座點(diǎn)，再基于理想星座點(diǎn)對(duì)各團(tuán)星座內(nèi)的星座點(diǎn)進(jìn)行第一次星座修正。

18、進(jìn)一步地，所述分別估計(jì)出每團(tuán)星座的理想星座點(diǎn)，再基于理想星座點(diǎn)對(duì)各團(tuán)星座內(nèi)的星座點(diǎn)進(jìn)行第一次星座修正；具體為：

19、步驟四一、初始化m＝1；

20、步驟四二、將第m團(tuán)星座內(nèi)的全部星座點(diǎn)在i軸上的最大值記為imax，將第m團(tuán)星座內(nèi)的全部星座點(diǎn)在i軸上的最小值記為imin，將第m團(tuán)星座內(nèi)的全部星座點(diǎn)在q軸上的最大值記為qmax，將第m團(tuán)星座內(nèi)的全部星座點(diǎn)在q軸上的最小值記為qmin，利用圓形區(qū)域?qū)imin,imax,qmin,qmax]形成的矩形區(qū)域進(jìn)行劃分；

21、根據(jù)劃分結(jié)果得到第m團(tuán)星座內(nèi)的理想星座點(diǎn)位置，將理想星座點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的i值記為am，將理想星座點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的q值記為bm；

22、步驟四三、判斷是否滿足m＝m：

23、若滿足m＝m，則結(jié)束；

24、若不滿足m＝m，則令m＝m+1，返回執(zhí)行步驟四二。

25、進(jìn)一步地，所述利用圓形區(qū)域?qū)imin,imax,qmin,qmax]形成的矩形區(qū)域進(jìn)行劃分，具體為：

26、步驟四二一、初始化迭代次數(shù)i＝1；

27、步驟四二二、利用半徑為ri的圓形區(qū)域?qū)匦螀^(qū)域進(jìn)行第i次劃分，在矩形區(qū)域內(nèi)，每行包括li個(gè)圓形區(qū)域、每列包括wi個(gè)圓形區(qū)域，即矩形區(qū)域內(nèi)共包括li×wi個(gè)圓形區(qū)域；其中，li和wi的取值均為偶數(shù)；

28、且滿足：矩形區(qū)域內(nèi)的第一行圓形區(qū)域與矩形區(qū)域的上邊界相切、矩形區(qū)域內(nèi)的第一列圓形區(qū)域與矩形區(qū)域的左邊界相切、矩形區(qū)域內(nèi)的最后一行圓形區(qū)域與矩形區(qū)域的下邊界相切、矩形區(qū)域內(nèi)的最后一列圓形區(qū)域與矩形區(qū)域的右邊界相切、相鄰圓形區(qū)域之間不相交、同一行內(nèi)的相鄰圓形區(qū)域之間的距離相等且同一列內(nèi)的相鄰圓形區(qū)域之間的距離也相等；

29、步驟四二三、對(duì)矩形區(qū)域內(nèi)的圓形區(qū)域進(jìn)行分組，即將第l行第w列的圓形區(qū)域、第l行第w+1列的圓形區(qū)域、第l+1行第w列的圓形區(qū)域以及第l+1行第w+1列的圓形區(qū)域分為一組，l＝1,3,…,li，w＝1,3,…,wi；

30、步驟四二四、分別統(tǒng)計(jì)每組圓形區(qū)域內(nèi)包括的星座點(diǎn)總數(shù)量，再選取出包括星座點(diǎn)總數(shù)量最多的一組圓形區(qū)域，再計(jì)算選取出的這組圓形區(qū)域中的星座點(diǎn)數(shù)量差距d；

31、步驟四二五、利用選取出的圓形區(qū)域組成新的矩形區(qū)域，并判斷星座點(diǎn)數(shù)量差距是否滿足d＜ε，其中，ε表示閾值；

32、若滿足，則將新矩形區(qū)域的中心作為理想星座點(diǎn)的位置；

33、若不滿足，則令迭代次數(shù)i＝i+1，對(duì)新矩形區(qū)域返回執(zhí)行步驟四二二。

34、進(jìn)一步地，所述計(jì)算選取出的這組圓形區(qū)域中的星座點(diǎn)數(shù)量差距d，具體為：

35、

36、其中，xj表示選取出的這組圓形區(qū)域中第j個(gè)圓形區(qū)域中的星座點(diǎn)數(shù)量，xk表示選取出的這組圓形區(qū)域中第k個(gè)圓形區(qū)域中的星座點(diǎn)數(shù)量，j＝1,2,3,4，k＝2,3,4，|·|表示取絕對(duì)值。

37、進(jìn)一步地，所述基于理想星座點(diǎn)對(duì)各團(tuán)星座內(nèi)的星座點(diǎn)進(jìn)行第一次星座修正，具體為：

38、對(duì)于第m團(tuán)星座，將第m團(tuán)星座的理想星座點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的i值記為am，將第m團(tuán)星座的理想星座點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的q值記為bm，再將第m團(tuán)星座內(nèi)全部星座點(diǎn)的i值均修正為am，將第m團(tuán)星座內(nèi)全部星座點(diǎn)的q值均修正為bm；

39、進(jìn)一步地，所述步驟八的具體過(guò)程為：

40、步驟八一、對(duì)分離出的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)特征提取，獲得統(tǒng)計(jì)特征矢量；

41、步驟八二、對(duì)統(tǒng)計(jì)特征矢量進(jìn)行處理，得到分離出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征值；

42、步驟八三、根據(jù)特征值確定分離出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分布類型，根據(jù)分離出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分布類型來(lái)選擇信號(hào)的檢測(cè)與分析方法，利用選擇的信號(hào)檢測(cè)與分析方法對(duì)分離出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)與分析。

43、更進(jìn)一步地，所述步驟八二的具體過(guò)程為：

44、獲取統(tǒng)計(jì)特征矢量中的值最大的元素，將統(tǒng)計(jì)特征矢量中的元素總數(shù)記為n，將統(tǒng)計(jì)特征矢量中的前個(gè)元素組成的集合記為p，將統(tǒng)計(jì)特征矢量中的后個(gè)元素組成的集合記為p’，其中，表示向下取整，表示向上取整；

45、若獲取的值最大的元素不屬于集合p且不屬于集合p’，則從獲取的值最大的元素的左側(cè)選擇出個(gè)與值最大元素距離最近的元素，再?gòu)闹底畲蟮脑氐挠覀?cè)選擇出個(gè)與值最大元素距離最近的元素，計(jì)算獲取的值最大元素與選取出的元素的均值，將計(jì)算出的均值作為分離出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征值；

46、若獲取的值最大的元素屬于集合p，則從統(tǒng)計(jì)特征矢量中選取出前面的個(gè)元素，再計(jì)算選取出的元素的均值，將計(jì)算出的均值作為分離出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征值；

47、若獲取的值最大的元素屬于集合p’，則從統(tǒng)計(jì)特征矢量中選取出后面的個(gè)元素，再計(jì)算選取出的元素的均值，將計(jì)算出的均值作為分離出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征值。

48、本發(fā)明的有益效果是：

49、本發(fā)明針對(duì)ofdm強(qiáng)信號(hào)背景中嵌入其他隱蔽信號(hào)的場(chǎng)景，提出了一種分離隱蔽弱信號(hào)的方法，對(duì)fft變換后的頻域點(diǎn)進(jìn)行星座修正，而后進(jìn)行ifft變換得到恢復(fù)的時(shí)域信號(hào)波形，從原信號(hào)中減去恢復(fù)的重構(gòu)信號(hào)波形得到剩余信號(hào)波形，通過(guò)這些步驟實(shí)現(xiàn)隱蔽弱信號(hào)的分離。對(duì)分離后的信號(hào)波形進(jìn)行統(tǒng)計(jì)特征分析，依據(jù)不同的統(tǒng)計(jì)特征分別送到不同的識(shí)別模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)分離后隱蔽信號(hào)的處理流程，可以結(jié)合已有的檢測(cè)方法靈活地實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)，保證了通信系統(tǒng)的安全性。而且本發(fā)明中估計(jì)理想星座點(diǎn)的算法的復(fù)雜度低，避免了常規(guī)估計(jì)算法尋找密度分布中心計(jì)算量大的問(wèn)題。