1.一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其应用于卫星接入点,其特征在于,所述方法包括:根据两个地面站终端是否支持解码非正交多址NOMA数据帧,以及与同一卫星接入点之间的信道增益的大小确定出第一地面站终端和第二地面站终端;
基于最大化系统能量效率,确定出第一地面站终端和第二地面站终端相对应的第一功率分配系数和第二功率分配系数;
根据导频数据帧和第一功率分配系数生成第一密钥,根据导频数据帧和第二功率分配系数生成第二密钥;
根据第一功率分配系数和第一原始数据构建出主帧,根据第二功率分配系数和第二原始数据构建出次帧;
根据第一密钥对主帧进行加密,根据第二密钥对次帧进行加密,并将加密后的主帧和加密后的次帧进行叠加得到混合NOMA数据帧;
将所述混合NOMA数据帧以同时同频方式传输至第一地面站终端和第二地面站终端;
其中,所述第一地面站终端不支持解码非正交多址NOMA数据帧且信道增益较小,所述第二地面站终端支持解码非正交多址NOMA数据帧且信道增益较大。
2.根据权利要求1所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,所述基于最大化系统能量效率,确定出第一地面站终端和第二地面站终端相对应的第一功率分配系数和第二功率分配系数包括分别计算两个地面站终端经过相同的串行干扰消除后,得到的最大信息速率;根据两个地面站终端的最大信息速率计算最大和速率;根据系统的最大和速率以及系统的能量消耗总和的比值计算出系统的能量效率;通过最大化系统的能量效率,求解得到第一地面站终端的第一功率分配系数和第二地面站终端的第二功率分配系数。
3.根据权利要求1所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,所述根据导频数据帧和第一功率分配系数生成第一密钥,根据导频数据帧和第二功率分配系数生成第二密钥包括分别计算出导频数据帧中相邻两个子载波的均值;分别计算每个子载波与其相邻子载波之间对应的均值之比,按照首个子载波的均值结合第一功率分配系数计算出首个子载波的第一初始密钥,按照其他子载波对应的均值之比结合第一功率分配系数计算出其他子载波的第一初始密钥;按照首个子载波的均值结合第二功率分配系数计算出首个子载波的第二初始密钥,按照其他子载波对应的均值之比结合第二功率分配系数计算出其他子载波的第二初始密钥;将所述第一初始密钥和所述第二初始密钥分别进行二进制比特量化后,生成对应的第一密钥和第二密钥。
4.根据权利要求3所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,第一初始密钥和第二初始密钥的计算公式包括:;
;其中, 表示导频数据帧的第k个子载波的
第一初始密钥; 表示导频数据帧的第k个子载波的第二初始密钥; 表示第一功率分配系数, 表示第二功率分配系数; 表示导频数据帧的第k个子载波。
5.根据权利要求1所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,所述根据第一功率分配系数和第一原始数据构建出主帧,根据第二功率分配系数和第二原始数据构建出次帧包括将卫星接入点发送数据流的第一原始数据乘以第一功率分配系数得到主帧;将卫星接入点发送数据流的第二原始数据乘以第二功率分配系数得到次帧;将所述主帧和所述次帧按照相应分配功率进行叠加,得到混合NOMA数据帧。
6.一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其应用于地面站终端,其特征在于,所述方法包括:第一地面站终端和第二地面站终端分别接收到来自于同一卫星接入点以同时同频方式发送的混合NOMA数据帧;所述混合NOMA数据帧包括叠加的加密后的主帧和加密后的次帧,所述加密后的主帧由第一地面站终端根据第一功率分配系数和第一原始数据构建得到,并采用第一密钥加密;所述加密后的次帧由第二地面站终端根据第二功率分配系数和第二原始数据构建得到,并采用第二密钥加密;所述第一功率分配系数和所述第二功率分配系数由最大化系统能量效率确定;所述第一密钥由导频数据帧和第一功率分配系数生成,所述第二密钥由导频数据帧和第二功率分配系数生成;
第一地面站终端采用第一密钥对所述混合NOMA数据帧进行解密,第二地面站终端采用第二密钥对所述混合NOMA数据帧进行解密;
第一地面站终端对解密后的混合NOMA数据帧的主帧进行解码,将所述解密后的混合NOMA数据帧的次帧作为噪声,不进行解码;
第二地面站终端对解密后的混合NOMA数据帧的主帧进行解码,根据第二功率分配系数和第一功率分配系数的比值,对所述解密后的混合NOMA数据帧的次帧进行解码。
7.根据权利要求6所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,对解密后的混合NOMA数据帧的主帧进行解码包括:将接收到的混合NOMA数据帧的I、Q信号发送至第一解映射器;
第一解映射器解映射出混合NOMA数据帧中的主帧。
8.根据权利要求6或7所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,所述根据第二功率分配系数和第一功率分配系数的比值,对所述解密后的混合NOMA数据帧的次帧进行解码包括:根据第二功率分配系数和第一功率分配系数的比值,计算得到次帧相对于主帧的振幅偏差;
根据所述振幅偏差,从解码得到的主帧中恢复出混合NOMA数据帧的次帧的I、Q信号;
将恢复出的次帧的I、Q信号发送至第二解映射器;
第二解映射器解映射出混合NOMA数据帧中的次帧。
9.根据权利要求8所述的一种基于非正交多址接入的卫星通信数据安全传输方法,其特征在于,根据所述振幅偏差,从解码得到的主帧中恢复出混合NOMA数据帧的次帧的I、Q信号包括采用乘法器对混合NOMA数据帧中的主帧和振幅偏差相乘,计算得到次帧的功率幅度,按照次帧的功率幅度进行解码,得到混合NOMA数据帧的次帧的I、Q信号。