[發明專利]一種抽取注水成型的雷達嵌入式通信波形設計方法

有效

• 申請號: 202111503415.7
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114205827B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李保國;張澄安;王翔;黃知濤;徐強;劉毅遠;姚怡舟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04L9/08
• 代理公司: 湖南企企衛知識產權代理有限公司 43257
• 代理人: 任合明

本發明涉及隱蔽通信領域，特別涉及一種抽取注水成型的雷達嵌入式通信波形設計方法，該方法是一種具備低截獲概率特性的雷達嵌入式通信波形設計方法。傳統REC通信波形設計方法運算復雜度較高，小巧便攜的RF標簽不能滿足其運算需求。本發明基于經典的SWF波形生成方法，可以使算法復雜度降低數倍，同時又保持通信波形的可靠性能和LPI性能沒有降低。

技術領域

本發明涉及隱蔽通信領域，特別涉及一種抽取注水成型的雷達嵌入式通信波形設計方法，該方法是一種具備低截獲概率(Low Probability of Interception，LPI)特性的雷達嵌入式通信波形設計方法。

背景技術

隨著5G、物聯網、衛星等通信業務的快速發展，無線用頻設備急劇增多，隨之帶來的一個問題就是頻譜資源的擁擠，不同通信業務之間的頻譜交疊日益嚴重，不同通信用戶之間的干擾現象日漸凸顯，給無線通信的發展帶來了極大的挑戰。同樣對于占據大量頻譜資源的雷達業務而言，為了實現對高分辨率性能的追求，其也在極力擴張自己的頻帶寬度，這進一步加劇了頻譜資源的緊張。因此，使雷達系統和通信系統可以共享頻譜資源的頻譜共享技術，近年來越來越成為雷達和通信領域的研究熱點。

從另一個角度出發，隨著信息對抗手段的日益提升，傳統無線通信系統天然的開放性和廣播性特點使其極易被偵測和截獲，其安全性越來越受到挑戰，難以適應安全通信的需求，因此開發具有高度安全性的無線通信體制或系統刻不容緩。一個好的思路是將其它信號作為隱蔽載體，將通信信號隱藏在隱蔽載體之中而完成隱蔽通信，如擴頻通信，其通過頻譜擴展的方式降低信噪比，將通信信號淹沒在環境的噪聲之中，難以被發現，具有很好的抗截獲特性，但擴頻通信的帶寬遠遠大于被傳輸的原始信息的帶寬，具有很高的用頻寬度，不利于提高頻譜資源的利用效率；且因其提出較早，已經有很多針對性的檢測方法，使其技術優勢逐漸喪失。另一個更好的解決方案是將通信信號隱藏在高功率的雷達信號之中，即雷達嵌入式通信(Radar-Embedded Communication,REC)。

REC作為一種使雷達信號和通信信號共用頻段的新型頻譜共享技術，可以同時滿足上述提高頻譜資源利用效率和保證信息傳輸隱蔽性的需求。對于使雷達系統和通信系統共用頻譜資源的雷達-通信頻譜共享技術而言，最常見的方案是將通信視為信道資源中的主體用戶，而雷達作為其中的輔助用戶，必須在通信用戶優先的頻譜資源中工作，這樣可以提高頻譜利用效率，但其不具有通信隱蔽性。而REC則與這種方案相反，REC是將雷達視為頻譜資源中的主用戶，而通信系統則必須在以雷達用戶為主體的頻段中工作，其主要優點是可以將雷達信號視為隱藏載體，使通信系統具有很好的抗截獲特性，同時使得頻譜利用效率大大提升。

REC的工作原理如圖1所示，其可以概括為以下四個方面：

(1)REC工作區域被雷達照射，友方目標所攜帶的射頻(Radio Frequency，RF)標簽和通信接收方都可以接收到雷達信號；

(2)RF標簽可以對雷達信號進行感知、提取和處理，按照波形生成算法生成具有隱蔽特性的通信波形，并在特定時刻發送合適功率的通信信號，使通信信號和雷達回波信號在共享頻譜的同時保持隱蔽特性；

(3)合作接收機利用與友方目標約定好的先驗信息，對雷達回波中的通信信號進行檢測和提取，完成隱蔽通信；

(4)最后，還可能存在一個截獲接收機，對通信信號進行偵測和截獲。