[發(fā)明專利]一種加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域多分量自干擾傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010544162.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111711951B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙學(xué)軍;宋鴿;房宵杰;梅林
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04W12/03
• 分類號: H04W12/03;H04W12/122
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

一種加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域多分量自干擾傳輸方法，它屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了由于對抗竊聽端參數(shù)掃描性能差，導(dǎo)致現(xiàn)有通信方法的安全傳輸性能差的問題。本發(fā)明對擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換信號的自干擾特性進(jìn)行了利用，在保證不影響合作方接收的前提下，通過對信號多個(gè)分量的傳輸方式的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了安全傳輸性能的提升。在有竊聽者存在的網(wǎng)絡(luò)中，由于竊聽端接收到信號的多個(gè)分量間存在的相位差破壞了擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換理想的反變換關(guān)系，可以達(dá)到即使竊聽端知曉擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的相關(guān)知識和全部的變換參數(shù)也不能正確恢復(fù)出數(shù)據(jù)的效果，大幅度提升了無線通信系統(tǒng)的物理層安全性能。本發(fā)明可以應(yīng)用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域多分量自干擾傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，人們對通信安全的需求與日劇增，信息的安全傳輸成為被重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。在保密通信領(lǐng)域，以密碼學(xué)為核心的安全保障機(jī)制發(fā)展十分成熟有效，作為對其的補(bǔ)充，以擴(kuò)大合法鏈路與竊聽鏈路差別來降低非合作方接收信噪比的物理層安全方法也得到了廣泛的關(guān)注和快速的發(fā)展。

近年來，加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換逐漸在通信系統(tǒng)中得到了研究和應(yīng)用，也開始被引入了物理層安全技術(shù)的研究范疇。然而，現(xiàn)有基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的低檢測通信方案多是以整體信號形式進(jìn)行傳輸?shù)模瑢τ诟`聽端，在其掌握分?jǐn)?shù)傅里葉變換相關(guān)知識的前提下可以通過對參數(shù)的周期掃描實(shí)現(xiàn)對信號的破解。因此，隨著竊聽端計(jì)算能力的增加，現(xiàn)有分?jǐn)?shù)域低檢測傳輸方法表現(xiàn)出一定的安全隱患，對其缺陷進(jìn)行補(bǔ)充和優(yōu)化、進(jìn)一步提升系統(tǒng)的安全性能成為一個(gè)值得關(guān)注的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決由于對抗竊聽端參數(shù)掃描性能差，導(dǎo)致現(xiàn)有通信方法的安全傳輸性能差的問題，而提出了一種加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域多分量自干擾傳輸方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：一種加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域多分量自干擾傳輸方法，所述方法具體包括以下步驟：

步驟一、將信源產(chǎn)生的0、1比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行基帶的星座映射，獲得星座映射后的調(diào)制信號X；

步驟二、利用步驟一獲得的調(diào)制信號X進(jìn)行擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換多分量生成，獲得四路串行數(shù)字信號代表獲得的第l路串行數(shù)字信號，l＝0,1,2,3；

式中，X_l為對信號X進(jìn)行l(wèi)次傅里葉變換的結(jié)果，ω_l(θ_k)為擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的加權(quán)系數(shù)，θ_k為擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換參數(shù)，k＝0,1,2,3；

ω_l(θ_k)滿足如下關(guān)系：

其中：i是虛數(shù)的單位；

步驟三、分別將步驟二獲得的四路串行數(shù)字信號通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，獲得各路串行數(shù)字信號對應(yīng)的模擬調(diào)制信號

步驟四、分別對步驟三獲得的四路模擬調(diào)制信號進(jìn)行上變頻處理，獲得上變頻處理后的四路信號，并將上變頻處理后的四路信號通過四根天線發(fā)射至信道；

步驟五、信號通過信道的傳輸?shù)竭_(dá)接收端，接收端通過單天線對信號進(jìn)行接收，并對接收到的信號進(jìn)行下變頻處理，獲得下變頻處理后的信號；

步驟六、將步驟五獲得的下變頻處理后的信號通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，獲得一路串行數(shù)字信號X′；

步驟七、將步驟六獲得的一路串行信號X′進(jìn)行變換參數(shù)為-θ_k的擴(kuò)展加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉反變換，獲得反變換后的信號；

步驟八、將步驟七獲得的反變換后的信號進(jìn)行星座解映射，恢復(fù)出0、1比特?cái)?shù)據(jù)。