防阻塞的卫星通信上行链路认证方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及卫星通信领域，具体的涉及一种防阻塞的卫星通信上行链路认证方法、装置及系统。


背景技术：

2.近年来，卫星通信系统蓬勃发展，卫星通信信号体制不断更新进步。在地面用户与卫星进行通信的过程中，首先需要地面用户接入卫星通信网络，常用的技术手段是地面用户发送上行认证信号，然后卫星对其进行认证。但是，现有的上行认证信号体制是公开的，因此非法用户可以仿冒合法用户的上行认证信号，让卫星与其进行认证，若非法用户发送大量的仿冒的上行认证信号，则会导致上行链路阻塞，合法用户难以接入卫星通信网络。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种防阻塞的卫星通信上行链路认证方法、装置及系统，能够解决现有卫星通信系统抗阻塞能力不高、上行链路认证过程容易被非法用户阻塞、合法用户的服务资源得不到保护的问题。
4.根据本发明第一方面实施例的一种防阻塞的卫星通信上行链路认证方法，包括以下步骤：
5.用户机发射：
6.生成用于认证的主扩频码序列和副扩频码序列；
7.在主扩频码的周期间根据插入规则非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；
8.根据生成的认证扩频码和认证电文比特信息，生成认证信号；
9.播发所述认证信号；
10.卫星接收机接收：
11.接收用户机发送的所述认证信号；
12.生成用于认证的主扩频码序列和副扩频码序列；
13.在主扩频码的周期间根据所述插入规则非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；
14.根据生成的认证扩频码对认证信号进行同步和解调，完成认证。
15.根据本发明第一方面实施例的防阻塞的卫星通信上行链路认证方法，至少具有如下技术效果：本发明实施方式通过在用户上行链路认证信号的扩频码中非均匀插入另一种扩频码序列，使得非法用户难以仿冒合法用户进行阻塞攻击，提升了卫星通信系统的抗阻塞能力，防止非法用户通过简单手段攻击系统，保护了合法用户的服务资源。
16.根据本发明的一些实施例，所述用户机发射步骤中主扩频码序列和副扩频码序列皆为周期性随机序列。
17.根据本发明的一些实施例，所述用户机发射步骤中主扩频码序列为周期性随机序列，副扩频码序列为非周期性随机序列。
18.根据本发明第二方面实施例的一种防阻塞的卫星通信上行链路认证装置，包括：第一扩频码生成模块，所述第一扩频码生成模块用于生成主扩频码序列和副扩频码序列；第一扩频码插入模块，所述第一扩频码插入模块与所述第一扩频码生成模块相连以用于在主扩频码的周期间根据插入规则非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；认证信号生成模块，所述认证信号生成模块与所述扩频码插入模块相连以用于根据第一扩频码插入模块生成的认证扩频码和认证电文比特信息，生成认证信号；信号发送模块，所述信号发送模块与所述认证信号生成模块相连以用于播发认证信号；信号接收模块，所述信号接收模块用于接收所述认证信号；第二扩频码生成模块，所述第二扩频码生成模块与所述信号接收模块相连以用于生成主扩频码序列和副扩频码序列；第二扩频码插入模块，所述第二扩频码插入模块用于在主扩频码的周期间根据插入规则非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；认证信号处理模块，所述认证信号处理模块与所述第二扩频码插入模块相连以用于根据第二扩频码插入模块生成的认证扩频码对认证信号进行同步和解调，完成认证。
19.根据本发明第二方面实施例的防阻塞的卫星通信上行链路认证装置，至少具有如下技术效果：本发明实施方式通过在用户上行链路认证信号的扩频码中非均匀插入另一种扩频码序列，使得非法用户难以仿冒合法用户进行阻塞攻击，提升了卫星通信系统的抗阻塞能力，防止非法用户通过简单手段攻击系统，保护了合法用户的服务资源。
20.根据本发明第三方面实施例的一种防阻塞的卫星通信上行链路认证系统，其特征在于，包括：用户机和卫星接收机，所述用户机包括上述的扩频码生成模块、扩频码插入模块、认证信号生成模块和信号发送模块，所述卫星接收机包括上述的扩频码生成模块、扩频码插入模块、信号接收模块和认证信号处理模块。
21.根据本发明第三方面实施例的防阻塞的卫星通信上行链路认证系统，至少具有如下技术效果：本发明实施方式通过在用户上行链路认证信号的扩频码中非均匀插入另一种扩频码序列，使得非法用户难以仿冒合法用户进行阻塞攻击，提升了卫星通信系统的抗阻塞能力，防止非法用户通过简单手段攻击系统，保护了合法用户的服务资源。
22.根据本发明第四方面实施例的一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述的防阻塞的卫星通信上行链路认证方法。
23.根据本发明第四方面实施例的防阻塞的卫星通信上行链路认证系统，至少具有如下技术效果：本发明实施方式通过在用户上行链路认证信号的扩频码中非均匀插入另一种扩频码序列，使得非法用户难以仿冒合法用户进行阻塞攻击，提升了卫星通信系统的抗阻塞能力，防止非法用户通过简单手段攻击系统，保护了合法用户的服务资源。
24.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
25.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1为本发明实施例中防阻塞的卫星通信上行链路认证方法的应用场景图；
27.图2为本发明实施例中防阻塞的卫星通信上行链路认证方法的流程示意图；
28.图3为本发明实施例中防阻塞的卫星通信上行链路认证信号的原理示意图；
29.图4为本发明实施例中防阻塞的卫星通信上行链路认证装置的原理框图；
30.图5为本发明实施例中防阻塞的卫星通信上行链路认证系统的原理框图。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
33.本发明涉及一种防阻塞的卫星通信上行链路认证方法，应用于图1所示的环境中，其中，卫星接收机设置在空间段，用户机设置在用户段，用户段通过上行链路向空间段播发认证信号。参考图2，本发明方法包括用户机发射和卫星接收机接收两个阶段，具体如下：
34.用户机发射：
35.s100、用户机生成主扩频码序列和副扩频码序列；其中，主扩频码序列为周期性序列，副扩频码序列可以采用周期性序列，也可以采用非周期性序列，参考图3，本发明实施例中采用的主扩频码序列和福扩频码序列都是周期为2047的gold序列，但是两个序列的初相不同，当然，也可以选用其它随机序列实现本发明的技术方案。
36.s200、用户机在主扩频码的周期间非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；主扩频码周期之间按照预设的插入规则，每次插入的副扩频码码片长度不相等，只在一定周期内将副扩频码一个周期的码片用完即可，参考图3，本发明实施例中副扩频码一共有2047个码片，把它非均匀的分成n份，考虑到安全性和效率，n的取值不能太大也不能太小，设置在在10～100。本实施例中在主扩频码周期之间分别插入了7、14、
……
、165和115个副扩频码码片，在整段扩频码内插入全部副扩频码的2047个码片，这一整段扩频码是认证扩频码的一个周期，插入规则随着时间而发生变化，也就是不同时间点的副扩频码的划分方式不一样，下一个时间点，就按照新的规则分成n份，可以是9,21，
……
200,100.加起来还是2047即可。认证扩频码的一个周期就等于(n 1)*2047，采用不同的插入规则对信号认证没有影响，只要确保插入方式随时间发生变化即可。
37.s300、用户机根据生成的认证扩频码和认证电文比特信息，生成认证信号，其中认证电文比特信息预存在用户机中。
38.s400、用户机将所述认证信号播发出去。
39.卫星接收机接收：
40.s500、卫星接收机接收用户发送的所述认证信号。
41.s600、卫星接收机生成用于认证的主扩频码序列和副扩频码序列；卫星接收机根据用户机内的扩频码生成规则生成主扩频码序列和副扩频码序列，因此该主扩频码序列和副扩频码序列与用户机内生成的主扩频码序列和副扩频码序列相同，生成规则是预存在卫星接收机里，如果有变更，可以通过地面站的上行注入信号对卫星播发最新的扩频码生成规则。
42.s700、卫星接收机在主扩频码的周期间非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；因为卫星接收机可以获取用户机的插入规则，所以可以根据当前最新的插入规则，生成与用户机相同的认证扩频码。
43.s800、卫星接收机根据生成的认证扩频码对认证信号进行同步和解调，完成认证。
44.参考图4，本发明还涉及一种防阻塞的卫星通信上行链路认证装置，包括：第一扩频码生成模块110、第一扩频码插入模块120、认证信号生成模块130、信号发送模块140、信号接收模块210、第二扩频码生成模块220、第二扩频码插入模块230和认证信号处理模块240。
45.其中第一扩频码生成模块110用于生成主扩频码序列和副扩频码序列；第一扩频码插入模块120与第一扩频码生成模块110相连以用于在主扩频码的周期间根据插入规则非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；认证信号生成模块130与扩频码插入模块相连以用于根据第一扩频码插入模块120生成的认证扩频码和认证电文比特信息，生成认证信号；信号发送模块140与认证信号生成模块130相连以用于播发认证信号；信号接收模块210用于接收认证信号；第二扩频码生成模块220与信号接收模块210相连以用于生成主扩频码序列和副扩频码序列；第二扩频码插入模块230用于在主扩频码的周期间根据插入规则非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；认证信号处理模块240与第二扩频码插入模块230相连以用于根据第二扩频码插入模块230生成的认证扩频码对认证信号进行同步和解调，完成认证。
46.参考图5，本发明还涉及一种防阻塞的卫星通信上行链路认证系统，包括用户机100和卫星接收机200：
47.用户机100的作用是生成认证信号，并进行播发；用户机100包括上述的第一扩频码生成模块110、第一扩频码插入模块120、认证信号生成模块130和信号发送模块140；第一扩频码生成模块110生成主扩频码序列和副扩频码序列；第一扩频码插入模块120在主扩频码的周期间非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；认证信号生成模块130根据生成的认证扩频码和认证电文比特信息，生成认证信号；信号发送模块140播发认证信号。
48.卫星接收机200的作用是接收认证信号，并进行同步和解调，完成认证。用户接收机200包括上述的信号接收模块210、第二扩频码生成模块220、第二扩频码插入模块230和认证信号处理模块240；信号接收模块210接收认证信号；第二扩频码生成模块220生成主扩频码序列和副扩频码序列；第二扩频码插入模块230在主扩频码的周期间非均匀插入副扩频码序列，得到认证扩频码；认证信号处理模块240根据生成的认证扩频码对认证信号进行同步和解调，完成认证。
49.本发明还涉及一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述的防阻塞的卫星通信上行链路认证方法。
50.综上所述，本发明实施例通过在用户上行链路认证信号的扩频码中非均匀插入另一种扩频码序列，使得非法用户难以仿冒合法用户进行阻塞攻击，提升了卫星通信系统的抗阻塞能力，防止非法用户通过简单手段攻击系统，保护了合法用户的服务资源。
51.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。