CN104579440B - 一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法 - Google Patents
一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于反向天线阵的方向调制信号设计方法，该方法是通过反向天线阵使入射波相位共轭和数字式相移器构建方向调制信号星座图码本的方法，其实现了在空间任意方向综合出期望的方向调制信号。本发明包含一个方向调制信号发射机和两个空间方位不同的普通数字信号接收机，合法用户接收机所在的空间方位为期望方向，窃听接收机所在的方位为非期望方向。利用本发明发射的方向调制信号，合法用户可以正常解调接收信号；而窃听接收机由于接收信号星座图的动态畸变，即使接收到与合法用户相似的信号能量也无法解调出有用的通信信息。这样发射的方向调制信号为通信信息的无线传输提供了一种安全的传输方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，属于无线通信技术领域。
背景技术
当今，随着无线通信技术在不同行业中的广泛应用，通信信息在传输过程中的安全性问题越发引起人们地关注。对于传统调制方式的无线通信发射机，其数字通信信号的调制功能在基带完成，再经过放大器激励发射天线辐射无线通信信息。这种方式下发射的无线通信信号在主瓣范围内以及旁瓣方向，窃听接收机接收信号与主瓣方向合法用户接收信号具有相同的调制信号星座图，唯一的不同之处在于接收信号的幅度差别，对于高灵敏度的窃听接收机仍然可以从接收信号中解调出有用的通信信息。
M.P.Daly在IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION,VOL.57,NO.9,2009.上发表了“Directional modulation technique for phased array”文中提出了一种基于相控阵的方向调制信号，利用相控阵射频端的相移器完成数字信号调制功能，这样发射的信号在空间不同方位具有不同的接收信号星座图。在期望方向合法用户接收信号星座图与传统基带数字调制信号相同，接收机可以正常的解调通信信息；而在非期望方位接收信号星座图产生畸变，窃听接收机从接收信号中无法解调出有用的通信信息。但采用这种相移器综合的方向调制信号需要相移器在0度到360度范围内具有连续的相移值，在现实工程中数字式相移器很难实现。并且需要根据合法用户的方位信息采用复杂的遗传算法实时的综合出相移器相移值码本，如果合法用户方位发生变化，相移器的相移值码本就需要实时更新。Hong-zhe Shi在IET Microwaves,Antennas&Propagation,VOL.7,NO.8,2013.中发表了“Enhancing the security of communication via directly modulated antennaarrays”文中提出了采用2比特的数字式相移器综合方向调制信号，但基于数字式相移器的方向调制信号综合方法只能在空间中离散有限的方向上综合出方向调制信号，无法做到全空间覆盖，如果合法用户不在离散的空间集合中就需要调节发射阵列的阵列间距，这种方法在实际的工程应用中也存在一定的问题。而本发明能够很好地解决上面的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，该方法能够很好地为无线通信信息的传输提供安全方法，并且该方法能够在空间任意方位综合出方向调制信号，克服了数字式相移器只能在空间离散有限方位综合出方向调制信号的缺点；本发明的相移码本与期望接收机所在的空间方位无关，能够在预先建立的码本中采用查询的方式得到相移器的相移值，克服了传统方向调制信号需要根据期望接收机的方位实时采用遗传算法综合出相移器的相移值的缺点，使得工程实现难度大大降低；根据本发明提出的方法，不同的相位组合能够在期望方位综合出同一基带数字调制星座图，这样可以通过改变同一数字通信信息对应的相移器码本使得非期望方向星座点产生动态的畸变，窃听接收机更加难以从接收信号中提取有用的通信信息。
本发明提供了一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：发射机Alice的系统框图如图1所示：发射阵列中包含的阵元都是相同的全向辐射天线，阵元间距为其中：λ为信号的波长对应的频率f0，阵元分别用序号1,2,……N表示，VCO为高精度的本阵频率为2f0，w1,w2,…,wN为数字式相移动器，其中：n＝1,2,…,N，相移值φn与相移器输出比特位数相关，F1,F2,…,FN为中心频率为f0的带通滤波器，am∈{+1,-1}为待发送的数字通信信息；
步骤2：导频信号：空间方位为θ1的合法用户Bob向发射机发射中心频率为f0的导频信号，对于Alice天线阵列各阵元接收信号表示如下：
其中：ψ1为接收信号载波相位滞后，z1(t)为均值为0方差为的加性高斯白噪声。
步骤3：基于反向天线阵的方向调制信号；方向天线阵相位共轭：通过本阵频率为2f0混频器混频，经过带通滤波后信号变为：
通过上式可以看出利用反向天线阵的特性，实现对入射波相位共轭；
步骤4：数字式相移器建立星座图码本：相移器为l比特数字式相移器，则N个阵元的阵列共有(2l)N种相位组合，从相位组合的集合中选取对应星座点为期望的基带数字调制信号星座点，即满足其中为期望的基带调制信号星座点集合中的第i个星座点；
步骤5：接收信号：在期望方位θ1的合法用户和在非期望方位θ2的窃听接收机接收信号：
其中：z2(t)和z3(t)为均值为0方差分别为和的加性高斯白噪声，ψ2为期望接收机载波相位滞后。由式(3)和(4)可以看出，期望接收机接收信号经下变频后的基带信号星座图星座点与期望的基带数字调制信号相同，普通的数字信号接收机能够正常解调接收信号；而在非期望方位接收机接收信号在相位上产生畸变，畸变程度与相移器码本和接收机所在空间方位差别相关，窃听接收机无法从接收信号中解调出有用的通信信息。
有益效果：
1、本发明能够在空间任意方位综合出方向调制信号，克服了数字式相移器只能在空间离散有限方位综合出方向调制信号的缺点。
2、本发明的相移码本与期望接收机所在的空间方位无关，能够在预先建立的码本中采用查询的方式得到相移器的相移值，克服了传统方向调制信号需要根据期望接收机的方位实时采用遗传算法综合出相移器的相移值的缺点，使得本发明方法的工程实现难度大大降低。
3、根据本发明提出的方法，不同的相位组合可以在期望方位综合出同一基带数字调制星座图，这样可以通过改变同一数字通信信息对应的相移器码本使得非期望方向星座点产生动态的畸变，窃听接收机更加难以从接收信号中提取有用的通信信息。
附图说明
图1为本发明的发射系统框图。
图2为本发明的相移器码本对应的星座图和对应的调制星座点选取方法示意图。
图3(a)为24组不同的相位组合综合出的BPSK调制信号示意图。
图3(b)为6组不同的相位组合综合出的BPSK调制信号示意图。
图4(a)为传统静态方向调制信号期望方位和非期望方位接收信号星座图。
图4(b)为本发明综合的动态方向调制信号期望方位接收信号星座图。
图4(c)为本发明综合的动态方向调制信号非期望方位接收信号星座图。
图5(a)为信噪比10dB传统静态方向调制信号期望方位和非期望方位接收信号星座图。
图5(b)为信噪比10dB本发明综合的动态方向调制信号期望方位接收信号星座图。
图5(c)为信噪比10dB本发明综合的动态方向调制信号非期望方位接收信号星座图。
图6(a)为期望接收机方位40度误符号性能随着方位角变化曲线图。
图6(b)为期望接收机方位20度误符号性能随着方位角变化曲线图。
图7为误符号性能随着接收信号信噪比变化曲线图。
图8为BPSK调制信号相移器对应码本示意图。
图9为QPSK调制信号相移器对应码本示意图。
具体实施方式
实施例一
以下结合说明书附图对本发明创造作进一步的详细说明。
本发明的相移器码本生成方法包括如下：
假设发射系统中发射天线数N＝4，移相器采用的是2比特数字相移器，对应的加权系数相移器相移共(2l)N＝256相位组合，对应256个星座点，256点的星座图如图2所示，图中星座点旁的数字表示可以生成同一个星座点的不同相位组合数，256个相位集合对应生产25个对称的星座点。从25个星座点中可以选取不同的星座点组成BPSK信号，QPSK信号等期望综合的基带数字调制星座图，图8和图9给出了综合BPSK调制信号和QPSK信号对应的相移值集合。图3给出了当期望接收机所在的方位角θ1＝60°，期望综合的基带调制信号为BPSK调制信号时，阵列的辐射信号方向图函数。图3(a)给出的是从24组不同的相位组合综合出的BPSK调制信号中选取一组相位对应的辐射信号功率方向图，可以看出在期望方位θ1＝60°，功率相比于主瓣方位下降了4.104dB和3.555dB；图3(b)给出的是从6组不同的相位组合综合出的BPSK调制信号中选取一组相位对应的辐射信号功率方向图，可以看出在期望方位θ1＝60°，功率相比于主瓣方位下降了1.233dB。对比图3(a)和图3(b)可以看出，6组不同的相位组合综合出的BPSK调制信号功率利用率是高于24组不同的相位组合综合出的BPSK调制信号。这里需要说明的是星座点旁的数字越大对应的非期望方位星座点动态畸变方式越丰富，发射信号的安全性能越高。但星座点旁的数字越大代表期望方位接收信号功率相对于方向图主瓣方向功率越小，在实际应用在需要在发射机功率利用率与发射信号的安全性能之间做一定的折中。
实施例二
本发明的动态的方向调制信号包括如下：
假设发射系统中发射天线数N＝4，移相器采用的是2比特数字相移器，期望综合的基带数字调制信号为QPSK信号，期望接收机所在的方位θ1＝40°，窃听接收机所在的方位θ2＝60°。由图9可知，同一个QPSK星座点对应16种不同的相位组合，在发送同一QPSK调制符号可以从码本中随机的选取不同的相位组合，使非期望方向窃听接收机接收信号星座图呈现动态变化的过程。图4和图5分别给出了无加性高斯白噪声和信噪比10dB条件下静态和动态方向调制信号期望方位和非期望方位接收信号星座图对比，其中加性高斯白噪声噪声方差由期望方位接收信号的功率和接收信号信噪比决定，即空间所有方位背景噪声相同都是以期望方位为标准。可以看出传统的方向调制信号非期望方位星座点只是产生静态的畸变，窃听接收机的误码性能仍然受限于星座点之间的最小欧式空间距离，而本发明提出的方法在非期望方位接收信号星座图畸变方式是动态变化的，窃听接收机更加难以从接收信号中提取出有用的通信信息。
实施例三
本发明的空间任意方向综合出期望的方向调制信号包括如下：
对于传统的基于相控阵的方向调制信号，如果采用2比特的数字式相移器，能综合出对称星座图的期望接收机所在的方位必须满足下式：
则由式(5)可以得到方位角θ必须满足：
由反三角函数的性质-1≤arcsin(·)≤+1，得到对应有解的方位角θ∈{0°,±30°,±90°}，只能在这个集合的方位上产生方向调制信号。而本发明基于反相天线阵的方向调制信号综合方法可以在空间任意方位综合出方向调制信号，采用同样的2比特数字式相移器，由于反向天线阵的相位共轭作用，综合算法与期望接收机所在的空间方位无关，这点在公式(3)和实施案例一种均已经说明。这样无论期望接收机所在的空间方位，本发明提出的方案均能在接收到期望接收机发射的导频信号后在期望方位综合出方向调制信号，在实施例四中也给出了根据本发明的综合方法，期望接收机在不同角度的误码性能曲线。
实施例四
本发明的空间不同方位的合法用户和窃听用户通信性能对比包括如下：
假设发射系统中发射天线数N＝4，移相器采用的是2比特数字相移器，期望综合的基带调制信号为QPSK调制信号，如图9的码本所示，选取16种相位组合数的QPSK码本。期望接收机所在的方位θ1＝40°或θ1＝20°，窃听接收机所在的方位θ2＝60°。图6(a)和图6(b)分别给出了期望接收机方位角θ1＝40°和θ1＝20°，信噪比为6dB时，误符号码性能随着接收机方位角变化而变化的曲线图，可以看出本发明可以在期望方位综合出期望的基带数字调制信号。图7给出了期望接收机方位θ1＝20°窃听接收机方位θ2＝60°时，误符号性能随着信噪比变化曲线图，可以看出期望方位合法用户可以正常解调方向调制信号，而非期望方位窃听用户无法在接收信号中解调出有用的通信信息。
Claims (5)
1.一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：发射阵列中包含的阵元都是相同的全向辐射天线，阵元间距为其中：λ为信号的波长对应的频率f0，阵元分别用序号1,2,……N表示，VCO为高精度的本阵频率为2f0，w1,w2,…,wN为数字式相移器，其中：相移值φn与相移器输出比特位数相关，F1,F2,…,FN为中心频率为f0的带通滤波器，am∈{+1,-1}为待发送的数字通信信息；
步骤2：导频信号；空间方位为θ1的合法用户Bob向发射机发射中心频率为f0的导频信号，对于Alice天线阵列各阵元接收信号表示如下：
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其中：ψ1为接收信号载波相位滞后，zl(t)为均值为0方差为的加性高斯白噪声；
步骤3：基于反向天线阵的方向调制信号；方向天线阵相位共轭：通过本阵频率为2f0混频器混频，经过带通滤波后信号变为：
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利用反向天线阵的特性，对入射波相位共轭；
步骤4：数字式相移器建立星座图码本：相移器为l比特数字式相移器，则N个阵元的阵列共有(2l)N种相位组合，从相位组合的集合中选取对应星座点为期望的基带数字调制信号星座点，即满足其中为期望的基带调制信号星座点集合中的第i个星座点；
步骤5：接收信号；在期望方位θ1的合法用户和在非期望方位θ2的窃听接收机接收信号：
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其中：z2(t)和z3(t)为均值为0方差分别为和的加性高斯白噪声，ψ2为期望接收机载波相位滞后。
2.根据权利要求1所述的一种基于反向天线阵的方向调制信号设计方法，其特征在于：所述方法的期望接收机接收信号经下变频后的基带信号星座图的星座点与期望的基带数字调制信号相同，普通的数字信号接收机正常解调接收信号；而在非期望方位接收机接收信号在相位上产生畸变，畸变程度与相移器码本和接收机所在空间方位差别相关，窃听接收机无法从接收信号中解调出有用的通信信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，其特征在于：所述方法能够在空间任意方位综合出方向调制信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，其特征在于：所述方法的相移码本与期望接收机所在的空间方位无关，在预先建立的码本中采用查询的方式得到相移器的相移值。
5.根据权利要求1所述的一种基于反向天线阵的方向调制信号的设计方法，其特征在于：所述方法使用不同的相位组合，在期望方位综合出同一基带数字调制星座图；而在非期望方位由于相移器相位组合的变化，导致星座点的畸变方式发生动态的变化，这种方式产生的方向调制信号是一种动态变化的方向调制信号。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5991331A (en) * | 1996-12-17 | 1999-11-23 | Ericsson Inc | System for improving the quality of a received radio signal |
| US6219375B1 (en) * | 1995-12-07 | 2001-04-17 | Ericsson Inc. | Apparatus for performing multiplication of a vector of multi-bit values by a matrix of multi-bit coefficients |
| WO2006066445A1 (fr) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Zte Corporation | Systeme de modulation et de demodulation du codage, procede correspondant d'emission et de reception d'un signal |
| CN101902420A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-12-01 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 符号内连续相位差分相移键控调制与解调方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6219375B1 (en) * | 1995-12-07 | 2001-04-17 | Ericsson Inc. | Apparatus for performing multiplication of a vector of multi-bit values by a matrix of multi-bit coefficients |
| US5991331A (en) * | 1996-12-17 | 1999-11-23 | Ericsson Inc | System for improving the quality of a received radio signal |
| WO2006066445A1 (fr) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Zte Corporation | Systeme de modulation et de demodulation du codage, procede correspondant d'emission et de reception d'un signal |
| CN101902420A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-12-01 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 符号内连续相位差分相移键控调制与解调方法 |
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