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1、(10)申请公布号 CN 102780502 A(43)申请公布日 2012.11.14CN102780502A*CN102780502A*(21)申请号 201110121146.8(22)申请日 2011.05.11H04B 1/40(2006.01)H04B 1/74(2006.01)(71)申请人北京邮电大学地址 100876 北京市海淀区西土城路10号(72)发明人刘奕彤 杨鸿文 李宇琛 倪郑威徐立人 李俊 吴建伟(54) 发明名称一种为无线电台施加水印的方法(57) 摘要本发明涉及一种通用的无线电台施加水印的技术。本发明的原理如附图1所示。在发送端，于本地振荡器的输出端插入一个独立。
2、的装置，用该装置对振荡源使用唯一标识电台的PN序列进行附加的调制，为振荡器输出的载波插入水印。电台需传送的信号基于插入水印后的载波发射，即添加了一个标示电台身份的ID。在接收端，可以使用独立简单的装置进行鉴别，提取电台振荡器嵌入的水印信息。本发明在不对发送内容进行处理的前提条件下解决了无线电台施加水印的问题，并且不影响信号正常地发送与接收。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页1/1页21.一种对无线电台施加水印的方法。使用一个与电台唯一对应的PN序列对发射振荡器产生的载。
3、波进行一个附加相位调制，从而生成一个经处理的载波。其不改变电台的既有发射部分，也不改变发射的无线信号内容。无线电台的任何无线信号均基于经处理的载波发射。2.权利要求1所述之水印，其是指任何能使不同电台得以区分，或者能判断出特定电台是否存在的标识信息。3.权利要求1所述之无线电台，其特征是通过载波调制发送无线信号传递信息，这种信息传递覆盖了任何频段，发送的内容形式包括但不限于音频信息、视频信息和文字信息。这种无线电台的设备体现形式包括但不限于手机、基站、广播电台。4.权利要求3所述之无线信号，其特征是通过无线环境发送，信号形式即可以为数字信号，也可以为模拟信号，可采用任意一种可行的调制编码方式。。
4、5.权利要求1所述的PN序列，其特征是：按一定规则产生的数值序列，其自相关函数具有独特性质。此序列可以是二进制序列或者多进制序列，可以是实数序列或者复数序列。包括但不限于m序列、M序列、Gold序列、混沌序列以及这些序列的变型。6.权利要求5所述的独特性质，指该自相关函数的性质不同于该PN序列与其他任何信号的互相关函数。7.权利要求1所述之附加相位调制指任何在载频相位中携带添加PN序列的方法，包括但不限于：线性调频、线性调相。权 利 要 求 书CN 102780502 A1/3页3一种为无线电台施加水印的方法 技术领域0001 本发明提出了一种简单通用的为无线电台施加水印的方法，能够在不改变电。
5、台的既有发射部分，也不改变发射的无线信号内容的情况下为无线电台打入水印信息。 背景技术0002 随着对于电磁波的智能操控变得越来越方便，在无线通信中留下了一些安全隐患。民航、军事、民用通信、医疗器械、卫星通信、遥控遥感等无线通信中均对发送电台的可靠性有着很高的要求，无线电台的识别越来越成为一个引起广泛关注的话题。为电台施加水印，通过在接收端提取水印识别发送电台，可以很好地改善这一问题。然而一般的添加水印技术将水印添加到待发送的信息中，这种方法改变了发送的信息，使其有一定程度的失真，并且对于不同形式的信息需要使用不同的水印添加技术，不具有普遍性。 0003 本发明涉及一种通用的无线电台施加水印的。
6、技术，使用PN码序列为振荡器加入水印信息，本技术对电台的技术方式透明，实施本技术无需已知特定电台的特定通信制式，本发明实现简单，可广泛应用于各类电台的水印施加，例如为基站施加水印、为广播电台施加水印等。 发明内容 ：0004 任何无线电台发射都必然存在一个振荡器，射频的载频是由振荡器直接产生或者是振荡器输出经过频率合成后的产物。当某个电台存在多个振荡源时，一定有一个决定射频载波。以下以“主振荡器”表示此决定发射射频的振荡源。同时，除另有说明的情形外，以下出现的“振荡器”应理解为“主振荡器”。当电台以多载波方式工作且多个载波非同一本振源生成时，“振荡器”指其中任意一个载波的振荡源。 0005 本。
7、发明的原理如附图1所示。注意图1仅限于说明本发明的原理，不表示对本发明的限定。例如不可理解为：可以实施本发明的系统必须要求“发信机调制”和“本地振荡器”是两个分离的物理实体。图1中的“发信机调制”指电台既有的调制发送技术，其功能是形成无线电台发射信号，一般包括(但不限于)如下部件：调制器、编码器、变频器、放大器等等。 0006 在物理上有在本地振荡器的输出端插入一个独立的装置，对振荡源产生一个附加的调制，为振荡器输出的载波插入水印，即添加了一个标示电台身份的ID，如图1所示。 0007 设本地振荡器101发生信号，即输出载波信号为c(t)，则102为 0008 0009 其中fc是标称振荡频率。
8、，(t)是振荡器的相位抖动。经过水印添加器103，添加水印装置输出104为 0010 说 明 书CN 102780502 A2/3页40011 其中 为本发明所嵌入的包含水印信息附加相位调制信号。 0012 本发明的内容就是将式(1)中的c(t)经过式(2)变换为c(t)，使得基于c(t)工作的发射机改 用处理后的c(t)作为载频工作。 0013 实际情况下，任何振荡器都是不理想的，都会有一定的相位抖动，即式(1)中的。任何实际中正常应用的电台都已经具备克服这种相位抖动的能力，例如通过载波同步、信道估计等等方法。从式(2)可以看出，本发明所施加的水印信号本质上等同于相位抖动，只要 不是过大，那。
9、么对原系统中的接收机(具体而言是其载波提取部分)来说，(t)和 并无区别。因此施加水印不会对既有电台的工作产生可感知的影响。 0014 尽管 对原系统的接收机来说如同不存在，但如果对照采用c(t)的发射机和采用c(t)的发射机所发射的信号，它们存在客观差别。可以通过某种信号处理技术来识别出所施加水印信号的存在性。实施本发明的情形例如图2所示。201是一个与原接收机无关的单独装置，本发明不对其实现方式做任何限定。当检测器自备天线等射频单元，电台ID的识别将与原系统的接收机无任何联系，也不需在空间上处于接近的位置。例如图3所示。 附图说明0015 图1是无线电台添加水印的原理图；图2是识别电台水印。
10、的原理图；图3是水印添加方法的举例说明图；图4是用VCO实现水印添加的原理图；图5是水印检测器的原理图。具体实施方式为了进一步说明本发明，下面给出几个实施例。本实施例仅限于说明本发明的一种实施方法，不代表对本发明的覆盖范围的制约。 0016 实施例1：通过I/Q调制实现水印添加 0017 水印添加的方法可以有多种形式，图3示出了一种方法。相位计算301可以将产生的PN序列映射为相位调制或频率调制方式。当相位计算的两个输出置为0时，即关闭了水印添加。 0018 实施例2：通过VCO实现水印添加 0019 对于很多系统的振荡器是使用VCO实现，对于这类系统的水印添加，可以使用图4的方式来实现。当相。
11、位计算的两个输出置为0时，即关闭了水印添加。 0020 实施例3：水印检测 0021 本实施例说明，依照本发明添加的水印，无论其具体添加方式是上述实施例1、2还是其他方法，在接收端是可以检测的。 0022 本发明不限定水印的检测方法，本实施例仅仅是为了表明本发明所添加水印的可检测性。 0023 考虑这样一个例子，假设发射信号经过了单径无线衰落信道到达接收端，接收信号可以表示为 0024 0025 其中sL(t)ej(t)是电台信号，(t)是发送振荡器的相位抖动， 是添加的PN码水印信号，(t)ej(t)是信道衰落，z(t)为信道噪声。水印检测器可以按图5所述的方说 明 书CN 102780502 A3/3页5式工作。图中，502产生出一个本地水印信号，501提出接收信号的相位部分，然后二者在503中进行相关运算，在门限检测504中相关结果与一个门限进行比较，如果高于预定的门限则判定预期的水印存在。 0026 本发明设计的水印是长期重复的周期信号，因此水印检测器可以借助多个周期来改善水印识别的可靠性。 说 明 书CN 102780502 A1/2页6图1图2图3说 明 书 附 图CN 102780502 A2/2页7图4图5说 明 书 附 图CN 102780502 A。