[發(fā)明專利]一種基于天線選擇的差分混沌鍵控的物理層安全傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910148869.3
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109743155B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷菁;魯信金;王思鑫;李為;黃英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L27/00;H04B7/0413
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于天線選擇的差分混沌鍵控的物理層安全傳輸方法。該方法應(yīng)用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，包括以下步驟：(S1)生成密鑰K₁和K₂；(S2)建立天線索引Book中內(nèi)存地址與天線選擇和分組模式兩者之間的對應(yīng)關(guān)系，用密鑰K₂將天線索引Book中內(nèi)存地址與ASGM對應(yīng)關(guān)系置亂，利用密鑰K₁從天線索引Book中挑選出與密鑰K₁相等的內(nèi)存地址中所對應(yīng)的天線選擇和分組模式；(S3)發(fā)送端加密，確定兩根參考天線，并將剩余天線平均分為兩組，將兩組天線上的待傳輸信息分別與r₁和r₂進(jìn)行DCSK調(diào)制，最后由大規(guī)模MIMO系統(tǒng)發(fā)送端天線發(fā)射出去；(S4)接收端解密。本發(fā)明密鑰的安全性較高，并降低了密鑰生成的復(fù)雜度和對信道的依賴度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于天線選擇的差分混沌鍵控的物理層安全傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，人們越來越關(guān)注信息傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄浴；煦缧蛄芯哂蟹侵芷谛浴⒉豢深A(yù)測性、與噪聲類似的特性、對初始值極度敏感等優(yōu)點，使得混沌信號具有天然的隱蔽性、低截獲性和良好的抗干擾性，因而混沌通信系統(tǒng)在軍事通信、低截獲概率通信(Low Probability of Intercept，LPI)等領(lǐng)域有著獨特的優(yōu)勢，而其中差分混沌移位鍵控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)調(diào)制方案(詳見參考文獻(xiàn)：KolumbánG,Vizvari B,Schwarz W,et al.Differential chaos shift keying:a robust codingfor chaotic communication[C]//1996Proceedings of the International Workshopon Nonlinear Dynamics of Electronics System(NDES).Seville,Spain:IEEE Press,1996:87-92.),采用傳輸-參考(Transmitted-Reference,T-R)方式，通過參考信號和信息信號的相同或相反表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特，接收端使用相關(guān)解調(diào)，無需擴(kuò)頻碼同步和信道估計。DCSK不僅繼承了混沌信號的優(yōu)良特性，還具有結(jié)構(gòu)簡單、抗多徑干擾等特點。然而其缺點也較突出，即參考信號和信息信號在同一頻帶信道中傳輸且各占1/2的傳輸時間，頻帶利用率和功率效率低，且在衰落信道下的誤碼性能不理想。

為加強(qiáng)DCSK系統(tǒng)在無線衰落信道下的性能，人們提出將DCSK和多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)相結(jié)合。即在發(fā)送端和接收端采用多根天線的無線通信技術(shù)，利用其分集增益，在不增加額外帶寬的情況下改善系統(tǒng)的傳輸速率和傳輸質(zhì)量，提高通信系統(tǒng)的容量，大大提高系統(tǒng)的性能。H F Ma等將空時編碼與DCSK系統(tǒng)結(jié)合，提出了MIMO-DCSK通信系統(tǒng)，S L Wang等對DCSK系統(tǒng)在MIMO技術(shù)下的性能進(jìn)行了分析，并給出了MIMO-DCSK系統(tǒng)在高斯白噪聲(AWGN)信道下的誤碼率表達(dá)式。

然而對現(xiàn)有MIMO-DCSK方案進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)由于在接收端不需要進(jìn)行混沌同步，所以依然存在保密性不強(qiáng)的缺點。并且，現(xiàn)有MIMO-DCSK是直接將DCSK調(diào)制方式運用在MIMO中的每根發(fā)射天線上，所以頻譜效率依然不高。