[發明專利]一種聯合子載波分組與異或運算的物理層安全算法

在審

• 申請號: 201911152405.6
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110856169A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 李鳴巖;呂卓;郭志民;楊文;李暖暖;蔡軍飛;張錚;張偉
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04L25/03
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

1.一種聯合子載波分組與異或運算的物理層安全算法，適用于結合OFDM系統的多載波通信網絡，OFDM系統采用K個子載波傳輸，其特征在于，包括如下步驟：

S1、信道估計，信息傳輸前，首先由合法接收者上行發送導頻序列，發送端估計上行主信道，隨后由發送端下行發送導頻序列，合法接收端估計下行主信道，利用信道互易性，假設上行主信道和下行主信道信息相同，其頻率信道質量系數矢量均為H_b，將各個子載波按照其信道增益從大到小排序，得到排序后的主信道質量矢量為原始輸入的比特序列D＝[d₁,d₂,…,d_K]各元素獨立且同分布；

S2、安全編碼，將原始輸入的比特序列D的前一半比特序列D_P＝[d₁,d₂,…,d_K/2]與后一半比特序列D_F＝[d_K/2+1,d_K/2+2,…,d_K]逐一進行異或運算得到D_XOR，將進行異或運算后所得到的比特序列得到D_XOR替換掉原始輸入的比特序列的后一半比特序列，得到新的待發送比特序列；

S3、星座映射與子載波排序，隨后對輸入的信息比特序列D向各子載波上進行分配,前一半比特D_P進行BPSK星座映射后得到符號矢量將其調制到H_p對應的子載波上進行發送，對安全編碼后的比特序列進行星座映射，得到符號序列，然后對得到的符號序列進行子載波排序，將映射后得到的符號序列中的各符號逐一放到排序后的各子載波上發送；

S4、信道均衡及解映射，首先對頻域接收信號進行信道均衡，即讓各子載波接收信號先乘以對應子載波信道系數的共軛，以消除信道相位的影響，然后由最小歐氏距離法對各子載波接收的信號進行BPSK解映射，得到比特序列B＝[b₁,b₂,…,b_K]；

S5、接收端將執行發送端的逆處理，首先按照子載波排序后的結果按順序提取各子載波的接收比特，得到比特序列隨后對前一半比特序列不做任何處理，而后一半比特需與前一半比特逐一進行異或運算，即最終得到譯碼比特序列為：

2.根據權利要求1所述聯合子載波分組與異或運算的物理層安全算法，其特征在于，步驟S1中得到的具體步驟是將發送端將主信道質量系數按照各矢量元素模值平方由大到小排序，得到排序后的信道質量矢量為其中

3.根據權利要求1所述聯合子載波分組與異或運算的物理層安全算法，其特征在于，步驟S2中得到D_XOR的算法是將后一半比特D_F＝[d_K/2+1,d_K/2+2,…,d_K]與前一半比特D_P＝[d₁,d₂,…,d_K/2]逐一進行異或運算，得到

4.根據權利要求2所述聯合子載波分組與異或運算的物理層安全算法，其特征在于，所述步驟S3中符號矢量所述的符號矢量將調制到對應的子載波上發送。