基于星座拟形调制的通信方法、装置及系统

摘要

本发明公开了一种基于星座拟形调制的通信方法、装置及系统，该方法包括对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点；利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。本发明通过将目标数据信号调制到载波信号的秘密载波星座点，同时将非密载波星座点做随机失真处理，对目标数据信号与失真信号进行融合再传输，降低了隐蔽信号被监测的概率，提高了秘密通信的稳定性与安全性。

权利要求

1.一种基于星座拟形调制的通信方法，其特征在于，用于发送端设备，所述基于星座拟形调制的通信方法包括以下步骤：

对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点；

利用测试信号进行数字调制，获得测试星座点，并通过预置的I/Q基向量，确定测试星座点中的理想点；根据所述测试星座点中理想点周围的噪声点与所述理想点之间的距离，生成距离集合；基于所述距离集合，确定所述秘密载波星座点的范围圆半径；根据所述范围圆半径，获得所述秘密载波星座点的弥散半径，并根据信噪比更新所述弥散半径；

对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点，利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述旋转载波星座点，生成隐蔽信号；并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；

将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。

2.如权利要求1所述的基于星座拟形调制的通信方法，其特征在于，所述对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点步骤，具体包括：基于弥散半径，建立所述秘密载波星座点绕所述理想点执行预设旋转动作时旋转角度与隐蔽信号的映射关系；

在接收到预设旋转角度时，获得所述预设旋转角度对应的隐蔽信号。

3.如权利要求1所述的基于星座拟形调制的通信方法，其特征在于，所述对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点步骤，具体包括：对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点，并获取载波确认序列；

对所述载波确认序列做位检查，以对第一标准星座点进行划分，获得秘密载波星座点和非密载波星座点。

4.如权利要求2所述的基于星座拟形调制的通信方法，其特征在于，所述将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号步骤，具体包括：基于当前星座调制的调制次数，对所有所述非密载波星座点依次执行循环失真处理，生成干扰信号。

5.基于星座拟形调制的通信方法，其特征在于，用于接收端设备，所述基于星座拟形调制的通信方法包括以下步骤：

在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点；

基于载波确认序列，确定所述第二标准星座点对应的秘密载波信号和非密载波信号；

根据发送端生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，对所述非密载波信号进行调制，获得非密载波调制信号；

对所述非密载波调制信号与秘密载波信号作差，获得残差信号，对所述残差信号进行数字解调，获得目标数据信号

其中，所述映射关系为基于弥散半径，建立的秘密载波星座点绕理想点执行预设旋转动作时旋转角度与隐蔽信号的映射关系；所述弥散半径的确定步骤包括：在发送端利用测试信号进行数字调制，获得测试星座点，并通过预置的I/Q基向量，确定测试星座点中的理想点；根据所述测试星座点中理想点周围的噪声点与所述理想点之间的距离，生成距离集合；基于所述距离集合，确定秘密载波星座点的范围圆半径；根据所述范围圆半径，获得秘密载波星座点的弥散半径，并根据信噪比更新所述弥散半径。

6.一种基于星座拟形调制的通信装置，其特征在于，所述基于星座拟形调制的通信装置包括：

第一调制模块，用于对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点；

弥散半径确定模块，用于利用测试信号进行数字调制，获得测试星座点，并通过预置的I/Q基向量，确定测试星座点中的理想点；根据所述测试星座点中理想点周围的噪声点与所述理想点之间的距离，生成距离集合；基于所述距离集合，确定所述秘密载波星座点的范围圆半径；根据所述范围圆半径，获得所述秘密载波星座点的弥散半径，并根据信噪比更新所述弥散半径；

第二调制模块，用于对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点，利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述旋转载波星座点，生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；

发送模块，用于将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。

7.一种基于星座拟形调制的通信装置，其特征在于，所述基于星座拟形调制的通信装置包括：

第一解调模块，用于在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点；

确定模块，用于基于载波确认序列，确定所述第二标准星座点对应的秘密载波信号和非密载波信号；

第三调制模块，用于根据发送端生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，对所述非密载波信号进行调制，获得非密载波调制信号；

第二解调模块，用于对所述非密载波调制信号与秘密载波信号作差，获得残差信号，对所述残差信号进行数字解调，获得目标数据信号；

其中，所述映射关系为基于弥散半径，建立的秘密载波星座点绕理想点执行预设旋转动作时旋转角度与隐蔽信号的映射关系；所述弥散半径的确定步骤包括：在发送端利用测试信号进行数字调制，获得测试星座点，并通过预置的I/Q基向量，确定测试星座点中的理想点；根据所述测试星座点中理想点周围的噪声点与所述理想点之间的距离，生成距离集合；基于所述距离集合，确定秘密载波星座点的范围圆半径；根据所述范围圆半径，获得秘密载波星座点的弥散半径，并根据信噪比更新所述弥散半径。

8.一种基于星座拟形调制的通信系统，其特征在于，所述基于星座拟形调制的通信系统包括：

发送端设备，所述发送端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于星座拟形调制的通信方法的步骤；

接收端设备，所述接收端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被所述处理器执行时实现如权利要求5所述的基于星座拟形调制的通信方法的步骤。

说明书

基于星座拟形调制的通信方法、装置及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及到一种基于星座拟形调制的通信方法、装置及系统。

背景技术

[0002] 无线电通信是当前最广泛使用的通信方式。无线电介质的开放性，使得通信信号很容易被第三方拦截和窃听，进而导致通信内容的泄露或通信意图的暴露。传统上，通常采
用信息加密来保障信息的机密性，用扩频等降低信号功率的手段提高信号的抗截获能力。

[0003] 然而，传统隐蔽手段依然存在较大的弊端：非法接收方利用计算能力较强的解析系统很容易破解信息加密算法；利用扩频技术实现的低功率传输对信道要求较高，消耗的
频谱资源更大，对接收机性能的要求更高。因此，如何降低隐蔽信号被监测的概率，提高秘
密通信的可靠性，是一个亟需解决的技术问题。

[0004] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

[0005] 本发明的主要目的在于提供一种基于星座拟形调制的通信方法、装置及系统，旨在解决目前隐蔽通信的安全性与可靠性不高的技术问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种基于星座拟形调制的通信方法，用于发送端设备，所述基于星座拟形调制的通信方法包括以下步骤：

[0007] 对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点；

[0008] 利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；

[0009] 将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。

[0010] 可选的，所述利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，生成隐蔽信号步骤，具体包括：

[0011] 对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点；

[0012] 利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述旋转载波星座点，生成隐蔽信号。

[0013] 可选的，所述对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点步骤之前，所述方法还包括：

[0014] 利用测试信号进行数字调制，获得测试星座点，并通过预置的I/Q基向量，确定测试星座点中的理想点；

[0015] 根据所述测试星座点中理想点周围的噪声点与所述理想点之间的距离，生成距离集合；

[0016] 基于所述距离集合，确定所述秘密载波星座点的范围圆半径；

[0017] 根据所述范围圆半径，获得所述秘密载波星座点的弥散半径，并根据信噪比更新所述弥散半径。

[0018] 可选的，所述对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点步骤，具体包括：

[0019] 基于弥散半径，建立所述秘密载波星座点绕所述理想点执行预设旋转动作时旋转角度与隐蔽信号的映射关系；

[0020] 在接收到预设旋转角度时，获得所述预设旋转角度对应的隐蔽信号。

[0021] 可选的，所述对载波信号进行数字调制，获得标准星座点步骤，具体包括：

[0022] 对载波信号进行数字调制，获得标准星座点，并获取载波确认序列；

[0023] 对所述载波确认序列做位检查，以对标准星座点进行划分，获得秘密载波星座点和非密载波星座点。

[0024] 可选的，所述将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号步骤，具体包括：基于当前星座调制的调制次数，对所有所述非密载波星座点依次执行循环失真处理，生
成干扰信号。

[0025] 此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于星座拟形调制的通信方法，用于接收端设备，所述基于星座拟形调制的通信方法包括以下步骤：

[0026] 在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点；

[0027] 基于载波确认序列，确定所述第二标准星座点对应的秘密载波信号和非密载波信号；

[0028] 根据发送端生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，对所述非密载波信号进行调制，获得非密载波调制信号；

[0029] 对所述非密载波调制信号与秘密载波信号作差，获得残差信号，对所述残差信号进行数字解调，获得目标数据信号。

[0030] 此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于星座拟形调制的通信装置，所述基于星座拟形调制的通信装置包括：

[0031] 第一调制模块，用于对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点；

[0032] 第二调制模块，用于利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；

[0033] 发送模块，用于将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。

[0034] 此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于星座拟形调制的通信装置，所述基于星座拟形调制的通信装置包括：

[0035] 第一解调模块，用于在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点；

[0036] 确定模块，用于基于载波确认序列，确定所述第二标准星座点对应的秘密载波信号和非密载波信号；

[0037] 第三调制模块，用于根据发送端生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，对所述非密载波信号进行调制，获得非密载波调制信号；

[0038] 第二解调模块，用于对所述非密载波调制信号与秘密载波信号作差，获得残差信号，对所述残差信号进行数字解调，获得目标数据信号。

[0039] 此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于星座拟形调制的通信系统，所述基于星座拟形调制的通信系统包括：

[0040] 发送端设备，所述发送端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被
所述处理器执行时实现用于发送端设备的基于星座拟形调制的通信方法的步骤；

[0041] 接收端设备，所述接收端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被
所述处理器执行时实现用于接收端设备的基于星座拟形调制的通信方法的步骤。

[0042] 此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被处理器执行时实现上
述的用于发送端设备的基于星座拟形调制的通信方法的步骤。

[0043] 此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被处理器执行时实现上
述的用于接收端设备的基于星座拟形调制的通信方法的步骤。

[0044] 本发明实施例提出的一种基于星座拟形调制的通信方法、装置及系统，该方法包括对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星
座点和非密载波星座点；利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，
生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；将所述隐蔽信号
与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。本发明通过将目
标数据信号调制到载波信号的秘密载波星座点，同时将非密载波星座点做随机失真处理，
对目标数据信号与失真信号进行融合再传输，降低了隐蔽信号被监测的概率，提高了秘密
通信的稳定性与安全性。

附图说明

[0045] 图1为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信系统的结构示意图；

[0046] 图2为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信设备的结构示意图；

[0047] 图3为本发明基于星座拟形调制的通信方法的第一实施例的流程示意图；

[0048] 图4为本发明实施例中秘密载波星座点和非密载波星座点的结构示意图；

[0049] 图5为本发明实施例中执行第一旋转动作的结构示意图；

[0050] 图6为本发明实施例中L、L’随信噪比变化的示意图；

[0051] 图7为本发明实施例中不同象限星座点的弥散半径取值趋势示意图；

[0052] 图8为本发明基于星座拟形调制的通信方法的第二实施例的流程示意图；

[0053] 图9为本发明实施例中用于发送端设备的基于星座拟形调制的通信装置的结构框图；

[0054] 图10为本发明实施例中用于接收端设备的基于星座拟形调制的通信装置的结构框图。

[0055] 图中：100‑发送端设备；200‑接收端设备；301‑处理器；302‑存储器；303‑通信接口；304‑射频电路；305‑显示屏；306‑电源；10‑第一调制模块；20‑第二调制模块；30‑发送模
块；40‑第一解调模块；50‑确定模块；60‑第三调制模块；70‑第二解调模块。

[0056] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0057] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0058] 参照图1，图1为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信系统的结构示意图。

[0059] 在本实施例中，基于星座拟形调制的通信系统包括发送端设备与接收端设备，发送端设备用于对目标数据信号进行处理，以获得隐蔽数据信号，将用于生成隐蔽数据信号
的映射序列发送至接收端设备；接收端设备用于根据映射序列在接收到隐蔽数据信号时，
将目标数据信号提取出来。

[0060] 参照图2，图2为本发明实施例中发送端设备和接收端设备的结构示意图。

[0061] 设备可以是移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)等用户设备(User Equipment，UE)、手持设备、车载设备、可穿戴设
备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、移动台(Mobile station，MS)等。
设备可能被称为用户终端、便携式终端、台式终端等。

[0062] 通常，设备包括：至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序配
置为实现基于星座拟形调制的通信方法的步骤。

[0063] 处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－
Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程
逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主
处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central Processing 
Unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在
一些实施例中，处理器301可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，
GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。处理器301还可以包括AI
(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关基于星座拟形调
制的通信操作，使得基于星座拟形调制的通信模型可以自主训练学习，提高效率和准确度。

[0064] 存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个
或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的计算机可
读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本申
请中方法实施例提供的基于星座拟形调制的通信方法。

[0065] 在一些实施例中，终端还可选包括有：通信接口303和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总
线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地，外围设备包括：射频电路304、显示屏305
和电源306中的至少一种。

[0066] 通信接口303可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。通信接口303通过外围设备用于接收用户上传的多个移
动终端的移动轨迹以及其他数据。在一些实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303
被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器301、存储器302和通信接口
303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。

[0067] 射频电路304用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信，从而可获取多个移动终
端的移动轨迹以及其他数据。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接
收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路304包括：天线系统、RF收发器、一个或多
个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电
路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不
限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless 
Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路304还可以包括NFC(Near Field 
Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。

[0068] 显示屏305用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏305是触摸显示屏时，显示屏305还具有采集在显示
屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器
301进行处理。此时，显示屏305还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或
软键盘。在一些实施例中，显示屏305可以为一个，电子设备的前面板；在另一些实施例中，
显示屏305可以为至少两个，分别设置在电子设备的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施
例中，显示屏305可以是柔性显示屏，设置在电子设备的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示
屏305还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏305可以采用LCD(Liquid 
Crystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light‑Emitting Diode,有机发光二极管)
等材质制备。

[0069] 电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。电源306可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源306包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电
或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。

[0070] 本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构并不构成对发送端设备和接收端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

[0071] 本发明实施例提供了一种基于星座拟形调制的通信方法，参照图3，图3为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信方法的第一实施例的流程示意图。

[0072] 本实施例中，所述基于星座拟形调制的通信方法用于发送端设备，所述基于星座拟形调制的通信方法包括以下步骤：

[0073] 步骤S100，对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点。

[0074] 具体而言，对载波信号进行数字调制，获得标准星座点，并获取载波确认序列；对所述载波确认序列做位检查，以对标准星座点进行划分，获得秘密载波星座点和非密载波
星座点。

[0075] 在实际应用中，在对各路子载波完成数字调制后，本实施例采用QPSK调制，需要对接收的映射序列，即载波确认序列进行位检查，本实施例采用MS序列，MS序列为一串伪随机
序列，通常用于判断该路载波信号中是否嵌入秘密消息为，是区分该子载波是否为隐蔽子
载波的标志。

[0076] 如果子载波嵌入了秘密消息位，则映射序列位设置为“1”，将该路子载波对应的星座点作为秘密载波星座点。

[0077] 如果子载波没有嵌入秘密消息位，则映射序列位设置为“0”，将该路子载波对应的星座点作为非密载波星座点。

[0078] 需要说明的是，在发送端设备发送隐蔽数据信号时，一同发射对应的映射序列位，对于合法的接收方，通过映射序列位提取出的隐蔽信号，进而获得最终的目标数据信号。

[0079] 步骤S200，利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号。

[0080] 容易理解的，如图4所示，在获得秘密载波星座点和非密载波星座点之后，首先，选择用于调制目标数据信号的秘密载波星座点，确定秘密载波星座点所在象限。此时，经过首
次QPSK调制后的标准星座点周围有信道噪声、信道损伤以及硬件损伤带来的噪点，称为D
点。基于此，将目标数据信号星座拟形调制（即D星座调制）到秘密载波星座点，对目标数据
信号进行隐藏。图中，较大的黑色圆点为理想星座点，较小的黑色圆点为噪点（包含模拟干
扰的随机失真），黑色方块为目标数据信号对应的星座点。

[0081] 在实际应用中，如图5所示，为了使目标数据信号与随机失真的非密载波星座点完美混合在一起，隐藏星座点需要围绕每个秘密载波星座点进行旋转，α为I/Q基向量的旋转
角度，L为有限弥散半径。

[0082] 具体而言，在对目标数据信号进行调制时，需要先对所述秘密载波星座点执行预设旋转动作，获得旋转载波星座点，再利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述旋转
载波星座点，生成隐蔽信号。

[0083] 需要说明的是，在执行预设旋转动作之前，还需利用测试信号获得预设旋转动作的弥散半径，可利用测试信号进行数字调制，获得测试星座点，并通过预置的I/Q基向量，确
定测试星座点中的理想点；根据所述测试星座点中理想点周围的噪声点与所述理想点之间
的距离，生成距离集合；基于所述距离集合，确定所述秘密载波星座点的范围圆半径；根据
所述范围圆半径，获得所述秘密载波星座点的弥散半径，并根据信噪比更新所述弥散半径。

[0084] 在本实施例中，需要通过测试来确定隐蔽星座点的弥散半径。发射机预置I/Q基向量后，完成信号点的映射以及信号合成。发端的映射操作确定星座图中的信号点，该信号点
经过AWGN信道后由接收端的分析器输出接收点r。由于信道中噪声的存在，r点围绕信号点
形成云图，根据云图进一步确定弥散半径L。分析器中所有接收点需要存储后进行统计分
析，记为序列Rn={r1，r2，...，rn}(n要尽可能大以确定最佳范围圆)，序列Rn均落在I/Q平面，
对Rn序列进行处理得出L的过程如下：

[0085] （1）进行象限划分，由序列中所有点的I/Q坐标划分为四个集合，对应四个象限的云图。

[0086] （2）由MS序列判断秘密载波，并对应其调制象限。

[0087] （3）根据确定的象限，求出对应象限集合中的点关于QPSK的理想信号点间距离d，进而得到距离集合D。

[0088] （4）找出距离集合的最大值，即为秘密载波对应范围圆的L’。

[0089] （5）弥散半径L=Exp(10‑1)L’。L要略微大于范围圆半径，随着信噪比变化L、L’变化如图6所示。信道信噪比变化，本实施例中不同秘密子载波（分别对应四个象限）的弥散半径
取值趋势如图7所示。确定弥散半径后即可根据选择的子载波确定二次QPSK调制的基向量
I’/Q’。

[0090] 进而，在执行预设旋转动作时，可基于弥散半径，建立所述秘密载波星座点绕所述理想点执行预设旋转动作时旋转角度与隐蔽信号的映射关系；并在接收到预设旋转角度
时，获得所述预设旋转角度对应的隐蔽信号。

[0091] 需要说明的是，系统的最小差错概率由它的信号星座图的形状和先验概率唯一确定，即使对该星座图进行任意的旋转和平移，传输系统的最小差错概率不会改变。因此，α的
确定不影响传输的差错概率。α非零时，需要和隐蔽信道的秘密信息的二次QPSK调制基准（α
为0°时I/Q基向量）确定一次映射关系，由旋转角度映射关系再次对应映射的信号点。本实
施例α可设置为30°。若将α为0°时二次QPSK调制信号点坐标记为（X0,Y0），此时I’/Q’基向量
下的信号点的坐标为：

[0092] 。

[0093] 基于上述内容，本实施例中，秘密信息需要经过两次调制，调制后信息为：

[0094] 。

[0095] 另外，在本实施例中，对非密载波星座点做随机失真处理，需要基于当前星座调制的调制次数，对所有所述非密载波星座点依次执行循环失真处理，生成干扰信号。

[0096] 具体而言，在进行随机失真处理过程中，三个非密信道并不全部进行失真处理，而是三选一循环失真，例如确定“11”载波为秘密载波，非密载波“00”、“01”、“10”在第一次关
于秘密载波“11”调制时选择“00”载波失真，第二次秘密载波“11”调制时选择“01”；确定秘
密载波为“00”时，非密载波“01”、“10”、“11”在该秘密载波调制时按序依次选择。

[0097] 步骤S300，将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。

[0098] 具体而言，获得隐蔽信号和干扰信号后，将隐蔽信号与干扰信号混合，获得隐蔽数据信号并进行发送，对于合法的接收方，通过映射序列位提取出的隐蔽信号，再通过对应解
调提取秘密信息。

[0099] 在本实施例中，发送的各路子载波信号经过QPSK调制后形成的标准星座点，通过一组MS序列确定好携带秘密信息的子载波，利用D星座调制将秘密信息调制在备选载波（标
准点）周围，产生额外的星座点。这些额外的星座点看似为星座误差点，实际为秘密信息位，
秘密信息位与相关联的标准点之间确立映射关系，组成联合星座图，只有秘密接收机（合法
接收方）才知道联合星座图的正确解码方式。

[0100] 本实施例提出一种基于星座拟形调制的通信方法，用于发送端设备，通过将目标数据信号调制到载波信号的秘密载波星座点，同时将非密载波星座点做随机失真处理，对
目标数据信号与失真信号进行融合再传输，降低了隐蔽信号被监测的概率，提高了秘密通
信的稳定性与安全性。

[0101] 本发明实施例提供了一种基于星座拟形调制的通信方法，基于如图3所示的第一实施例。参照图8，图8为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信方法的第二实施例的流
程示意图。

[0102] 本实施例中，所述基于星座拟形调制的通信方法用于接收端设备，所述基于星座拟形调制的通信方法包括以下步骤：

[0103] 步骤S400，在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点。

[0104] 步骤S500，基于载波确认序列，确定所述第二标准星座点对应的秘密载波信号和非密载波信号。

[0105] 步骤S600，根据发送端生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，对所述非密载波信号进行调制，获得非密载波调制信号。

[0106] 步骤S700，对所述非密载波调制信号与秘密载波信号作差，获得残差信号，对所述残差信号进行数字解调，获得目标数据信号。

[0107] 具体而言，在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点，通过获取信号发送端进行信号调制时的载波确认序列，将第二标准星座点
进行划分，以获得含有目标数据信号的秘密载波信号和没有含有目标数据信号的非密载波
信号。

[0108] 在此之后，获取信号发送端在信号调制时生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，并根据该映射关系对应的参数，对非密载波信号进行调制，以获得非密载波调制信号，
进而利用该非密载波调制信号与秘密载波信号作差，提取残差信号进行数字解调，最终获
得目标数据信号。

[0109] 本实施例提出一种基于星座拟形调制的通信方法，用于接收端设备，接收端设备，即合法接收方通过获取载波确认序列对解调的第二标准星座点，提取含有目标数据信号的
秘密载波信号和没有含有目标数据信号的非密载波信号，进而通过提取残差信号再解调，
获得目标数据信号，相比于传统秘密通信方式，利用伪随机M序列进行实时动态的选择，并
通过两次调制过程，将目标数据信号混于噪声信号中，降低了隐蔽信号被监测的概率，提高
了破解难度。

[0110] 参照图9，图9为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信装置的第一结构框图。

[0111] 如图9所示，本发明实施例提出的基于星座拟形调制的通信装置，用于发送端设备，基于星座拟形调制的通信装置包括：

[0112] 第一调制模块10，用于对载波信号进行数字调制，获得第一标准星座点；其中，第一标准星座点包括秘密载波星座点和非密载波星座点；

[0113] 第二调制模块20，用于利用星座拟形调制将目标数据信号调制到所述秘密载波星座点，生成隐蔽信号，并将所述非密载波星座点做随机失真处理，生成干扰信号；

[0114] 发送模块30，用于将所述隐蔽信号与所述干扰信号混合，获得隐蔽数据信号，对所述隐蔽数据信号进行发送。

[0115] 本实施例提出一种基于星座拟形调制的通信装置，用于发送端设备，通过将目标数据信号调制到载波信号的秘密载波星座点，同时将非密载波星座点做随机失真处理，对
目标数据信号与失真信号进行融合再传输，降低了隐蔽信号被监测的概率，提高了秘密通
信的稳定性与安全性。

[0116] 参照图10，图10为本发明实施例中基于星座拟形调制的通信装置的第二结构框图。

[0117] 如图10所示，本发明实施例提出的基于星座拟形调制的通信装置，用于接收端端设备，基于星座拟形调制的通信装置包括：

[0118] 第一解调模块40，用于在接收到隐蔽数据信号时，对所述隐蔽数据信号进行数字解调，获得第二标准星座点；

[0119] 确定模块50，用于基于载波确认序列，确定所述第二标准星座点对应的秘密载波信号和非密载波信号；

[0120] 第三调制模块60，用于根据发送端生成的旋转角度与隐蔽信号的映射关系，对所述非密载波信号进行调制，获得非密载波调制信号；

[0121] 第二解调模块70，用于对所述非密载波调制信号与秘密载波信号作差，获得残差信号，对所述残差信号进行数字解调，获得目标数据信号。

[0122] 本实施例提出一种基于星座拟形调制的通信装置，用于接收端设备，接收端设备，即合法接收方通过获取载波确认序列对解调的第二标准星座点，提取含有目标数据信号的
秘密载波信号和没有含有目标数据信号的非密载波信号，进而通过提取残差信号再解调，
获得目标数据信号，相比于传统秘密通信方式，利用伪随机M序列进行实时动态的选择，并
通过两次调制过程，将目标数据信号混于噪声信号中，降低了隐蔽信号被监测的概率，提高
了破解难度。

[0123] 本发明基于星座拟形调制的通信装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。

[0124] 此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于星座拟形调制的通信程序，所述基于星座拟形调制的通信程序被处理器执行时实现如上文所述的基
于星座拟形调制的通信方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的
有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披
露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个
计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点
且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

[0125] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质
中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁
碟、光盘、只读存储记忆体(Read‑Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access 
Memory，RAM)等。

[0126] 另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也
可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实
际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的
装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一
条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以
理解并实施。

[0127] 通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专
用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以
很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多
样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况下软件程序实
现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出
贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质
中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储
器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设
备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。