[发明专利]一种卫星通信中盗用信号检测方法

说明书

本发明公开了一种卫星通信中盗用信号检测方法。该方法包括步骤有接收混合信号、同步混合信号、估计正常信号和检测盗用信号，其中混合信号中包含有正常信号和待检测的盗用信号，通过载波跟踪环路和定时跟踪环路得到同步后的混合信号，根据同步后的混合信号估计正常信号，包括估计正常信号的平均能量和归一化相位，再通过从同步后的混合信号中滤除估计的正常信号，然后再进行频谱观测来检测盗用信号。本发明的检测方法实现简单，在实际常用的卫星通信地面频谱监测设备中易实现，且有效可靠。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及一种卫星通信中盗用信号检测方法。

背景技术

随着通信行业不断发展，电磁频谱资源紧缺的问题日益突出；在卫星通信系统中，虽然星上处理技术得到一定程度应用，但大多数仍是卫星透明转发器。因此出现了卫星转发器非法盗用信号。

盗用信号一般分为两种情况，第一种是占用卫星转发器空闲频段，可以通过常规频谱监测手段观察盗用信号的存在，并分析盗用信号特征；第二种是盗用信号隐藏在正常卫星业务信号下，容易引起正常通信信号质量下降，甚至导致无法正常通信。本发明中重点研究隐藏在正常卫星业务信号下的盗用信号检测方法。

卫星通信系统的资源盗用检测问题是卫星通信中亟待解决的难题之一。盗用信号检测技术成为近年来研究热点之一。已有技术分成以下几类：

第一类，检测设备的选择，属于硬件设备选择范畴，针对非法占用卫星透明转发器空闲频段的盗用信号，采用频谱分析仪或者专用频谱监测设备即可观察盗用信号的存在和特征，对于和正常业务信号交叠的盗用信号检测问题，该方法效果差甚至无效。

第二类，时域检测，包括线性预测滤波器技术、线性插值滤波器技术等。这些技术的检测性能受噪声影响较大，若噪声不具备平稳特征，检测性能会急剧下降。

第三类，变换域检测，包括基于快速傅里叶变换(FFT)的频谱特征检测技术、基于小波变换(WT)的时频特征检测技术、基于循环平稳特性的检测技术等。其中，基于FFT的频谱特征检测技术对于隐藏在正常业务信号下的盗用信号检测问题不理想，其他变化域的检测技术算法复杂，实现较难。

这些方法对于隐藏在正常卫星业务信号下的盗用信号检测效果差甚至无法完成检测，具备检测能力的方法又存在算法复杂难实现的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种卫星通信中盗用信号检测方法，解决现有技术中的检测方法存在的检测效果差、算法复杂且难以有效实现的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种卫星通信中盗用信号检测方法，包括以下步骤：接收混合信号，地面卫星通信设备接收来自通信卫星透明转发器下发的混合信号，所述混合信号中包括正常信号和噪声，以及有待检测的盗用信号；同步混合信号，所述地面卫星通信设备从所述混合信号中同步混合信号，得到同步后的混合信号；估计正常信号，根据所述同步后的混合信号估计正常信号的能量和归一化相位，得到估计的正常信号；检测盗用信号，从所述同步后的混合信号中滤除所述的估计的正常信号得到待检测的盗用信号，通过观测待检测的盗用信号的频谱来检测所述混合信号中是否存在盗用信号。

在本发明卫星通信中盗用信号检测方法另一实施例中，所述混合信号表示为：

其中，s(nT_s)为正常信号，J(nT_s)为待检测的盗用信号，w(nT_s)是均值为0，方差为N₀的高斯白噪声，n T_s为采样间隔，N为总采样点数，n的范围为0≤n≤N，a_{k_s},a_{k_J}分别为正常信号和待检测的盗用信号发送的符号，其取值范围分别为：a_{k_s}∈{exp(j2π(l-1)/M),l＝1,2,...M},