CN113098653B - 一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置及方法，属于无线通信领域。本发明通过在恒定包络信号发生器与发射天线之间嵌入阻抗切换装置，实现天线阻抗的快速切换，从而在射频发射端通过模拟键控的方式使原始信号的包络发生改变，以达到在物理层实现隐蔽传输的目的；同时，本发明通过多天线的形式，在不影响原信号解调的基础上，为隐蔽信息添加干扰信号，加密所传输的隐蔽信息。本发明在接收端使用包络检波、信道估计和相应的隐蔽信息解码器得到去除干扰信号后的隐蔽信息，使用恒定包络信号解调器得到原始恒定包络信息。本发明具有低功耗、低成本、隐蔽性高和抗截获能力强的特点。

Description

一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置及方法

技术领域

本发明涉及一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置及方法，属于无线通信领域。

背景技术

物联网常用的无线通信技术包括Zigbee技术、Wifi技术、Bluetooth(蓝牙)技术以及LoRa技术等。其中，Zigbee技术、Bluetooth技术、Lora技术等均为恒定包络信号，均通过改变传输信号的相位或者频率来编码信息，相关解调端也仅通过检测传输信号的相位或者频率来解调信息。因此，这些恒定包络信号均缺乏对物理层信号幅度方面的检测和利用，因此，针对这些技术，可以通过调制其物理层信号幅度方面的信息，在不影响原始信号解调的基础上，建立隐蔽信道，完成隐蔽信息的调制和解调。

现有的对于各种恒定包络信号的抗截获和抗干扰技术通常采用直接序列扩频技术、跳频技术等实现信号层面感知度低或在协议层进行加解密，然而由于这些技术出现的时间较早，这对这些加密和隐藏技术已存在很多有效的对抗手段，因此这些技术相关设备隐蔽性较弱，容易被识别窃取或干扰摧毁。因此，需要设计一种能够在不影响原始包络信息传输前提下实现隐蔽信息有效传输的物理层隐蔽传输装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置及方法，本发明通过射频端幅值键控的方式改变信号的包络值，从而达到以信号包络为载体传输隐蔽信息的目的，实现隐蔽传输的低消耗、高可靠性。同时，本发明通过多天线的形式，在不影响原信号解调的基础上，为隐蔽信息添加干扰信号，加密所传输的隐蔽信息。

本发明的目的是通过以下技术方案实现。

一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置，包括：恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块、阻抗切换模块、恒定包络信号解调模块、包络检波模块、隐蔽信息提取模块和隐蔽信息解调模块。

其中，所述恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块、第一阻抗切换模块和第二阻抗切换模块构成物理层隐蔽信息发射端；所述恒定包络信号解调模块、包络检波模块、隐蔽信息提取模块及隐蔽信息解调模块构成物理层隐蔽信息接收端。

所述恒定包络信号发射模块用于产生不同调制体制的恒定包络信号，用作隐蔽信息的嵌入载体。

所述隐蔽信息获取及调制模块通过其他途径从外界获取隐蔽信息，编码调制成为二进制比特流数据并依据编码产生相应干扰信号。

所述控制模块用于将二进制比特流形式的隐蔽信息转化为包络键控信号，用于控制阻抗切换模块进行阻抗变换，从而实时改变包络值。

所述第一阻抗切换模块用于实时切换天线的阻抗值，使天线按照不同的阻抗向外界发送射频信号，从而改变实现信号包络的改变，达到将隐蔽信息调制在包络中的目的。

所述第二阻抗切换模块用于实时切换天线的阻抗值，使天线按照不同的阻抗向外界发送射频信号，从而进一步改变接收端信号的包络，达到将干扰信号叠加在隐蔽信息中，令监听者无法识别包络中所含隐蔽信息的目的。

所述恒定包络信号解调模块用于解调相应的恒定包络信号，从恒定包络信号解调模块中可获得恒定包络信号中的原始信息。

所述包络检波模块用于检测接收信号包络值，获得含有隐蔽信息和干扰信号的信号包络。

所述隐蔽信息提取模块用于从含有隐蔽信息和干扰信号的信号包络中区分并提取隐蔽信息。

所述隐蔽信息解调模块用于获取提取的隐蔽信息中所携带的内容。

进一步地，所述恒定包络信号发射模块包括：通信数据存储与读取模块、信息编码模块、协议组帧模块、恒定包络信号调制模块，各模块按说明顺序连接。

进一步地，所述隐蔽信息获取及调制模块包括：隐蔽信息获取与存储模块、隐蔽信息编码模块和干扰信号产生模块，各模块按说明顺序相连。

进一步地，所述控制模块包括多刀多掷射频开关的控制部分，控制模块从隐蔽信息获取及调制模块中获取电压控制信号和开关控制信号。

进一步地，所述第一、第二阻抗切换模块均包括多刀多掷开关切换部分、多路系统阻抗，阻抗取值根据天线阻抗特性选取。

进一步地，所述恒定包络信号解调模块包括帧头同步模块、解调模块、解帧模块及解码模块，各模块按说明顺序连接。

进一步地，所述包络检波模块包括包络检测模块及包络提取模块。

进一步地，所述隐蔽信息提取模块包括幅值平均及采样模块、信道系数估计模块及隐蔽信号提取模块，各模块按说明顺序连接。

进一步地，所述隐蔽信息解调模块包括门限判决模块及解码模块。

一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输方法，包括如下步骤：

步骤一、隐蔽信息获取及存储模块不断从环境或上位机中获取待传输的隐蔽信息，并存储在寄存器中；

步骤二、指令发送计算机向恒定包络信号发射模块传输原始信息，经过信息编码、组帧和恒定包络调制得到基带极化信号，经过上变频得到恒定包络的射频输出信号A；

步骤三、指令发送计算机向隐蔽信息获取及调制模块发送唤醒指令，隐蔽信息存储模块开始从寄存器中读取已存隐蔽信息，经过编码模块得到串行单比特隐蔽信息数据流B，并基于隐蔽信息数据流B产生干扰信号C；

具体来说，当恒定包络信号发射模块开始传输时，指令计算机对隐蔽信息编码获取调制模块发生指令。收到指令后，该模块读取并将隐蔽信息编码成由01序列、前导码、帧头、隐蔽信息及冗余循环校验位按说明顺序组成的帧。而基于隐蔽信息的数据结构，在前导码、帧头、隐蔽信息及冗余循环码校验位等部分，相应地随机产生0或者1序列，组成干扰信号C，用于进一步对隐蔽信息进行加密传输。

步骤四、控制模块将隐蔽信息数据流B转化为电平信号D1并将干扰信号C转化为电平信号D2。其中，D1和D2用于控制射频开关切换，以实现针对恒包络传输系统信号射频端包络的调制。

步骤五、阻抗切换模块根据信号调制深度选用不同类型的开关，以达到转变信号调制深度的目的。并针对不同隐蔽信息传输速率的要求，选择不同类型的开关切换模块；

步骤六、射频输出信号A经过阻抗切换，最终输出变包络的射频信号E、F并由天线发出；

具体来说，当第一阻抗切换模块开关断开的时候，支路断开，信号直接通过天下发射，支路的功率为0。可令此时射频信号E的发射功率为P1，而射频信号F的发射功率为0。当第一阻抗切换模块开关闭合的时候，支路闭合，若令此时支路的阻抗为Z1，而天线固有阻抗为Zc，则射频信号E的发射功率为(Zc)^2/(Z1+Zc)^2*P1，而此时，当第二阻抗切换模块开关连接天线的时候，射频信号F的发射功率为(Z1)^2/(Z1+Zc)^2*P1，当第二阻抗切换模块开关接地的时候，射频信号F的发射功率为0。

步骤七、接收天线接收信号E、F并由分路器分成两路，分路信号H1经过载波同步、帧头同步、解帧解码模块得到恒包络传输系统的发送信息；

步骤八、分路信号H2经过包络检测与提取、幅值平均及采样等模块，得到离散的包络采样点；

步骤九、区分并测量隐蔽信号传输过程中的信道系数，并基于信道系数区分提取隐蔽信号；

解算方法为：令发射端第一发射天线发射隐蔽信号E，第二发射天线发射干扰信号F，令x_i(t)为第i发射天线发射的信号，α_i、τ_i和θ_i分别表示第i发射天线发射到接收端的信道增益、时延和到达角度，其值与接收机天线和两根天线的相对位置有关。其中，到达角度指的是入射路径与天线元垂直方向的夹角。则接收信号向量可以表示为：

y(t)＝α₁c(θ₁)x₁(t-τ₁)+α₂c(θ₂)x₂(t-τ₂)+N(t)

其中，c(θ₁)和c(θ₂)为天线阵列的导向向量，N(t)为传输过程中的信道噪声。由上式可见，由于信道增益和到达角度不同，α₁c(θ₁)和α₂c(θ₂)的值不同。因此，针对天线1和天线2，接收端所接收到的信号能量不同。因此，接收端可以通过进行能量检测，计算并区分二者的信号能量，进而从接收到的信号中，提取出x₁(t-τ₁)，即待解调的隐蔽信号。

步骤十、依照隐蔽信息的编码形式，针对步骤九中提取的隐蔽信号进行解调，获取对应的隐蔽信息；

有益效果

1、恒定包络信号具有包络恒定的特点，普通接收端不针对其信号包络进行解调，这为信息隐藏提供了可能。本发明在射频前端对普通物联网恒定包络传输系统的包络进行额外信号隐藏调制，完成隐蔽信息的加密传输，充分利用恒定包络信号的幅频正交特性，频带利用率高。

2、相比于现有数字正交调制技术，本发明是一种对射频前端信号进行附加调制的模拟调制技术，附加调制对原传输系统的信号结构和编码方式不产生影响，隐蔽信息调制及阻抗切换模块可广泛地应用于现有成熟的恒定包络传输系统。

3、相比于现有信息加密技术，本发明是一种恒定包络信号物理层信息隐藏方法，隐蔽信息所在信道与原始信道正交，隐蔽信息不包含在原始信息中，因此通常的解码方式无法获得隐蔽信息，系统保密性强。

4、本发明还针对可能出现的隐蔽信息的监听者添加了干扰信号，该干扰信号不会影响原恒定包络信号的传输，但可以对传输信号的包络进行进一步的调制，使得即使存在针对信号幅度的解码方式仍然无法获取隐蔽信息，进一步提升了隐蔽信息的保密性。

附图说明

图1是本发明实施例一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置结构图；

图2是本发明实施例的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置发射端结构示意图；

图3是本发明实施例的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置发射端时序图；

图4是本发明实施例的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置接收端结构示意图；

图5是本发明实施例一种恒定包络信号物理层信息隐藏方法流程图；

图6为本发明实施例提供的接收端在时域、频域波形示意图；

图7为本发明实施例提供的室内试验场景示意图；

图8为本发明实施例提供的接收端误码率示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明和详细描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例公开的一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置，包括恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块、阻抗切换模块、恒定包络信号解调模块、包络检波模块、隐蔽信息提取模块和隐蔽信息解码模块。

其中，所述恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块和阻抗切换模块构成物理层隐蔽信息发射端，恒定包络信号解调模块、包络检波及隐蔽信息解码模块构成物理层隐蔽信息接收端。

所述恒定包络信号发射模块用于产生不同调制体制的恒定包络信号，用作隐蔽信息的嵌入载体。

所述隐蔽信息获取及调制模块用于从外界通过其他途径获取隐蔽信息并按照一定方式编码调制成为二进制比特流数据。

所述控制模块用于将二进制比特流形式的隐蔽信息转化为包络键控信号，用于控制阻抗切换模块进行阻抗变换，从而实时改变包络值。

所述第一阻抗切换模块用于实时切换天线的阻抗值，使天线按照不同的阻抗向外界发送恒定包络射频信号，从而改变实现信号包络的改变，达到将隐蔽信息隐藏在包络中的目的。

所述第二阻抗切换模块用于实时切换天线的阻抗值，使天线按照不同的阻抗向外界发送恒定包络射频信号，从而发射干扰信号，进一步改变接收端信号的包络，对隐蔽信息进行进一步加密。

所述恒定包络信号解调模块用于解调相应的恒定包络信号，从恒定包络信号解调模块中可获得恒定包络信号中的原始信息。

所述包络检波用于检测接收信号包络值，获得含有隐蔽信息和干扰信号的信号包络。

所述隐蔽信息提取模块用于从包络值中获取信号幅度所携带的信息，并将隐蔽信号从干扰信息中提取出来。

所述隐蔽信息解调模块用于针对提取出的隐蔽信号进行解码，获取相应的隐蔽信息。

如图2所示为本发明实施例的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置发射端结构示意图，由图2可见，恒定包络信号物理层隐蔽传输装置发射端包括：恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块和阻抗切换模块。

其中恒定包络信号发射模块包括通信数据存储与读取模块、信息编码模块、协议组帧模块、恒定包络信号调制模块。通信数据存储于读取模块从指令发送计算机中读取原始发送信息，经过特定的编码、协议组帧、调制和上变频后得到具有恒定包络特性的射频信号；

隐蔽信息获取及调制模块包括隐蔽信息获取与存储模块、隐蔽信息编码模块及干扰信号产生模块。隐蔽信息获取及存储模块从外界获取隐蔽信息，收到计算机唤醒指令后进行信息编码和加扰调制，得到隐蔽信息的数字比特流，并基于隐蔽信息，在指定位置对应产生干扰信号；

控制模块和阻抗切换模块包括数字电平转换模块、射频开关及用于切换的各级阻抗，数字电平转换模块将二进制比特流形式的隐蔽信息转化为包络键控电平信号，用于驱动和控制射频开关在不同阻抗间进行切换，从而根据调制要求改变发射天线阻抗，使天线向外界发送包含隐蔽信息的变包络信号。

所述恒定包络信号发射模块及恒定包络信号解调模块、包络检波模块采用ETTUS公司USRP B210的软件无线电平台。

所述隐蔽信息获取及调制模块采用TEXAS INSTRUMENT公司的MSP430G2553微处理器芯片。

所述控制模块及阻抗切换模块采用ANALOG DEVICES公司HMC系列射频开关，根据隐蔽信息调制方式及调制速率的不同选择不同类型的射频开关，具体分为SPST射频开关HMC1055、SPDT射频开关HMC284、SP4T射频开关HMC241、SP8T射频开关HMC253等。

如图3所示为本发明实施例的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置发射端时序图。当指令计算机捕获到恒定包络信号发射时，发射信号给隐蔽信息获取及存储模块，读取隐蔽信息。读取完成后，隐蔽信息编码模块对隐蔽信息进行编码组帧，同时干扰信号产生模块同步针对编码组帧的前导码、帧头、隐蔽信息、循环校验码等部分，同步产生随机01序列作为干扰信号。

如图4所示为本发明实施例的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置接收端结构示意图，由图4可见，恒定包络信号物理层隐蔽传输装置接收端包括：恒定包络信号解调模块、包络检波模块、隐蔽信息解码模块。

其中恒定包络信号解调模块包括帧头同步模块、解调模块、解帧模块和解码模块，从天线接收到的一路分路信号经过下变频变为中频信号，再经过相干解调、解帧和译码，得到原始比特信息，从原始比特信息中可获取原始发送信息；

其中包络检波模块包括包络检测模块和包络提取模块，从天线接收到的另一路分路信号经过包络检测模块和包络提取模块后得到包含隐蔽信息和干扰信号的信号包络电平；

其中隐蔽信息提取模块包括幅值平均及采样模块、信道系数估计模块、隐蔽信号提取模块，信号包络通过幅值平均和采样处理后，基于包络进行信道系数估计，再基于所估计的信道系数，提取出隐蔽信号。

其中隐蔽信息解调模块包括门限判决模块和解码模块，针对提取出的隐蔽信息，进行环境门限自适应判决后得到对应的01序列，针对01序列进行相应的解码可得到所传输的隐蔽信息。

所述恒定包络信号接收模块采用ETTUS公司USRP B210的软件无线电平台。

实施例2：

以标准蓝牙传输系统和两路阻抗切换的恒定包络信号物理层隐蔽传输装置为例，对本发明的具体实施过程进行说明。

标准蓝牙传输协议工作频段是2.4GHz的ISM频段，由于工作在这一频段的无线电较多，蓝牙传输系统往往在传输过程中，采用跳频的方式抗干扰。蓝牙传输系统具有79个频点，载波频率为(2402+k)MHz，跳频速率为1600跳每秒。而在基带，蓝牙传输系统采用GFSK恒定包络调制作为原始信息的调制方式，信息传输速率为1Mb/s。

系统以标准蓝牙传输系统作为恒定包络信号发射模块，SPST射频开关HMC1055和两路阻抗作为阻抗切换模块，隐蔽信息调制采用m序列，当蓝牙传输系统传输数据时，隐蔽信息并按照图3所示流程图进行组帧，信息速率为1kHz。

由于GFSK恒定包络调制的信号为变频调制，因此对于信号的幅值和相位并没有额外要求。此外，由于GFSK恒定包络调制信号的幅值和频率呈正交关系，因此对于信号频率的调制不会影响信号幅值，反之，对于信号幅值的调制同样不会影响信号频率。因而在信号发射功率与接收灵敏度满足信号正常传输要求的前提下，在GFSK信号包络建立隐蔽信道具有实现可行性。

如图5所示，本实施例公开一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输方法，具体实施步骤如下：

步骤一、GFSK调制及发射模块产生恒定包络的高斯调频信号并输出到射频前端；

步骤二、读取寄存器中的隐蔽信息，并按照图3所示产生隐蔽信息，载经过电平转换模块得到高低电平信号，由电平信号控制开关进行阻抗切换。若隐蔽信息序列为1，射频开关处于中断状态，交流信号I完全通过阻抗Z₁，信号幅度V1＝I×Z1；若隐蔽信息序列为0，射频开关处于闭合状态，部分交流信号I`由支路通过阻抗Z2，使主路的信号幅度变为V<sub>2</sub>＝(I-I`)×Z₁，造成信号包络产生起伏变化，这样隐蔽信息便隐藏在原始信号包络中；

步骤三、发射端按照图3所示同步产生干扰信息，通过开关通断进一步利用并调制步骤二中支路的信号，进一步造成接收端信号包络的起伏变化，使得即使检验信号包络的变化也无法解调出原始信息。

步骤三、如图6所示为接收端接收到的信号时域波形，在收到射频传输信号后，经分路器分成两路功率、相位相同的信号，其中一路信号经下变频、GFSK解调等过程，提取其中的频率信息，经过同步、滤波及判决即可得到原始信息；

步骤四、另一路专门用于提取包络信息，从离散包络值采样点中可得到开关切换前后不同的信号幅度值。由于干扰信号的存在，接收端信号可以用下式表示：

y(t)＝h₁x₁(t-τ₁)+h₂x₂(t-τ₂)+N(t)

其中x₁(t-τ₁)为发射端的隐蔽信息，x₂(t-τ₁)为发射端的干扰信号，当接收端和发射端固定时，可令接收端和发射端的信道系数均为常数。因此，令h₁为发射隐蔽信息天线所对应的信道系数，h₂为发射干扰信息天线所对应的信道系数。

根据上式，利用图3中未添加干扰信息的01序列，可以求出h₁对应的值，进而通过接收到的信号，求出h₂对应的值。

步骤五、基于h₁和h₂对应的值可提取出隐蔽信号，再经过门限自适应判决可获得隐蔽信息对应的01序列，按照隐蔽信息的编码形式，即m序列，可对应解出隐蔽信息

具体地，本实施例在如图7所示的室内场景中进行试验。发送设备Tx的功率设置为10dBm，接收设备A、B、C、D、E、F、G、H、I的接收功率均设置为60dB，调制深度均设置为0.5，摆放位置如图6所示，对应测试结果隐蔽信息误码率曲线如图8所示。针对蓝牙信号和隐蔽信息，上述A、B、C、D、F、J设备均可准确无误完成解调，即误码率为0。上述E设备针对隐蔽信息的误码率为0.52％；上述G设备针对隐蔽信息的误码率为0.032％；上述I设备针对隐蔽信息的误码率为0.81％；上述H设备针对隐蔽信息的误码率为0.91％；

在上述实验条件下，可以获得所述发送设备发送所述隐蔽信息的最大传输距离大于等于15.44m。需要强调的是,在具体实施时，可以通过增加接收功率和增大调制深度进一步提升传输距离，也可以通过链路加密、节点加密、端到端加密等加密方式，针对隐蔽信息进行进一步的加密，保障隐蔽信息传输的安全。

通过上述基于GFSK调制信号的物理层隐蔽传输方法，即可实现的隐蔽信息的传输。由于在传输过程中信息的隐藏和解调不影响原始传输系统的调制和解调，因此极大减少了该隐蔽传输系统被发现的可能性；由于在传输过程中添加了干扰信号，因此即使隐蔽传输系统被发现，隐蔽信息被监听端解调出来的可能性也大大减少。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对多有实施方案予以穷举，凡是属于本发明的技术方案而引申出的显而易见的变化和变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置，其特征在于：包括：恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块、阻抗切换模块、恒定包络信号解调模块、包络检波模块、隐蔽信息提取模块和隐蔽信息解调模块；

所述恒定包络信号发射模块、隐蔽信息获取及调制模块、控制模块、第一阻抗切换模块和第二阻抗切换模块构成物理层隐蔽信息发射端；

所述恒定包络信号解调模块、包络检波模块、隐蔽信息提取模块及隐蔽信息解调模块构成物理层隐蔽信息接收端；

所述恒定包络信号发射模块用于产生不同调制体制的恒定包络信号，用作隐蔽信息的嵌入载体；

所述隐蔽信息获取及调制模块通过其他途径从外界获取隐蔽信息，编码调制成为二进制比特流数据并依据编码产生相应干扰信号；

所述控制模块用于将二进制比特流形式的隐蔽信息转化为包络键控信号，用于控制阻抗切换模块进行阻抗变换，从而实时改变包络值；

所述第一阻抗切换模块用于实时切换天线的阻抗值，使天线按照不同的阻抗向外界发送射频信号，从而改变实现信号包络的改变，达到将隐蔽信息调制在包络中的目的；

所述第二阻抗切换模块用于实时切换天线的阻抗值，使天线按照不同的阻抗向外界发送射频信号，从而进一步改变接收端信号的包络，达到将干扰信号叠加在隐蔽信息中，令监听者无法识别包络中所含隐蔽信息的目的；

所述恒定包络信号 解调模块用于解调相应的恒定包络信号，从恒定包络信号解调模块中可获得恒定包络信号中的原始信息；

所述包络检波模块用于检测接收信号包络值，获得含有隐蔽信息和干扰信号的信号包络；

所述隐蔽信息提取模块用于从含有隐蔽信息和干扰信号的信号包络中区分并提取隐蔽信息；

所述隐蔽信息解调模块用于获取提取的隐蔽信息中所携带的内容。

2.如权利要求1所述的一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输装置，其特征在于：所述恒定包络信号发射模块包括：通信数据存储与读取模块、信息编码模块、协议组帧模块、恒定包络信号调制模块，各模块按说明顺序连接；

所述隐蔽信息获取及调制模块包括：隐蔽信息获取与存储模块、隐蔽信息编码模块和干扰信号产生模块，各模块按说明顺序相连；

所述控制模块包括多刀多掷射频开关的控制部分，控制模块从隐蔽信息获取及调制模块中获取电压控制信号和开关控制信号；

两个阻抗切换模块均包括多刀多掷开关切换部分、多路系统阻抗，阻抗取值根据天线阻抗特性选取；

所述恒定包络信号解调模块包括帧头同步模块、解调模块、解帧模块及解码模块，各模块按说明顺序连接；

所述包络检波模块包括包络检测模块及包络提取模块；

所述隐蔽信息提取模块包括幅值平均及采样模块、信道系数估计模块及隐蔽信号提取模块，各模块按说明顺序连接；

所述隐蔽信息解调模块包括门限判决模块及解码模块。

3.一种基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、隐蔽信息获取及存储模块不断从环境或上位机中获取待传输的隐蔽信息，并存储在寄存器中；

步骤二、指令发送计算机向恒定包络信号发射模块传输原始信息，经过信息编码、组帧和恒定包络调制得到基带极化信号，经过上变频得到恒定包络的射频输出信号A；

步骤三、指令发送计算机向隐蔽信息获取及调制模块发送唤醒指令，隐蔽信息存储模块开始从寄存器中读取已存隐蔽信息，经过编码模块得到串行单比特隐蔽信息B，并基于隐蔽信息B产生干扰信号C；

步骤四、第一控制模块将隐蔽信息B转化为电平信号D1；第二控制模块将干扰信号C转化为电平信号D2；其中，D1和D2用于控制射频开关切换，以实现针对恒包络传输系统信号射频端包络的调制；

步骤五、阻抗切换模块根据信号调制深度选用不同类型的射频开关，以达到转变信号调制深度的目的；

步骤六、射频输出信号A经过阻抗切换，最终输出变包络的射频信号E、F并由天线发出；

步骤七、接收天线接收信号E、F并由分路器分成两路，分路信号H1经过载波同步、帧头同步、解帧解码模块得到恒包络传输系统的发送信息；

步骤八、分路信号H2经过包络检测与提取、幅值平均及采样模块，得到离散的包络采样点；

步骤九、对步骤八所得的离散的包络采样点进行测量，测量隐蔽信号传输过程中的信道系数，并基于信道系数区分提取隐蔽信号；

解算方法为：令第一发射端天线发射隐蔽信号E，第二发射天线发射干扰信号F，令x_i(t)为由第i根天线发射的信号，α_i、τ_i和θ_i分别表示由第i根天线发射到接收端的信道增益、时延和到达角度，α_i、τ_i和θ_i的值与接收机天线和两根天线的相对位置有关；则接收信号向量表示为：

y(t)＝α₁c(θ₁)x₁(t-τ₁)+α₂c(θ₂)x₂(t-τ₂)+N(t)

其中，c(θ₁)和c(θ₂)为天线阵列的导向向量；N(t)为传输过程中的信道噪声；由于信道增益和到达角度不同，α₁c(θ₁)和α₂c(θ₂)的值不同；因此，针对第一天线和第二天线，接收端所接收到的信号能量不同；接收端通过能量检测，计算并区分第一天线和第二天线的信号能量，进而从接收到的信号中，提取出x₁(t-τ₁)，即待解调的隐蔽信号；

步骤十、依照隐蔽信息的编码形式，针对步骤九中提取的隐蔽信号进行解调，获取对应的隐蔽信息。

4.如权利要求3所述的基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输方法，其特征在于：步骤三的具体实现方法为：当恒定包络信号发射模块开始传输时，指令计算机对隐蔽信息获取及调制模块发生指令；收到指令后，该模块读取并将隐蔽信息编码成由01序列、前导码、帧头、隐蔽信息及冗余循环校验位按说明顺序组成的帧；而基于隐蔽信息的数据结构，在前导码、帧头、隐蔽信息及冗余循环码校验位部分，相应地随机产生0或者1序列，组成干扰信号C，用于进一步对隐蔽信息进行加密传输。

5.如权利要求3所述的基于恒定包络信号的物理层隐蔽传输方法，其特征在于：步骤六的具体实现方法为：当第一阻抗切换模块开关断开的时候，支路断开，信号直接通过天线发射，支路的功率为0；令此时射频信号E的发射功率为P1，而射频信号F的发射功率为0；当第一阻抗切换模块开关闭合的时候，支路闭合，若令此时支路的阻抗为Z1，而天线固有阻抗为Zc，则射频信号E的发射功率为(Zc)^2/(Z1+Zc)^2*P1，而此时，当第二阻抗切换模块开关连接天线的时候，射频信号F的发射功率为(Z1)^2/(Z1+Zc)^2*P1，当第二阻抗切换模块开关接地的时候，射频信号F的发射功率为0。

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