基于子载波索引调制的物理层安全传输方法

摘要

本发明涉及基于子载波索引调制的物理层安全传输方法。基于N个子载波，通过N点IFFT变换，将频域信号转为时域信号，采用三层加密机制，分别对应密钥H₁，H₂和K。第一层加密机制是用置乱矩阵H₁与Book信息相乘以保护Book信息；第二层加密原理是用置乱矩阵H₂与控制比特Cb相乘以保护合法者的子载波激活样本池；第三层加密原理是随机生成一些角度，实现对星座图的扰乱，以保护调制方式等信息。将三层加密后的数据发送出去，接收端分两步解调，首先信号接收，解密并估计出对应的子载波激活模式，然后在接收到的激活子载波上解映射，即可得到所有原始信息比特。本方法具有安全性高，能量节省明显的特点，与传统方式相比，误比特率有1~3dB的增益。

主权项

基于子载波索引调制的物理层安全传输方法，基于OFDM多载波传输系统建立系统模型，利用混沌理论生成置乱矩阵以达到随机选择激活子载波并旋转星座图的目的，其特征在于，基于N个子载波，通过N点IFFT变换，将频域信号转为时域信号，定义用于选择激活子载波的一部分信息比特为Book，这部分信息的传输不需能量，称为绿色信息；用所选中的激活子载波承载的信息为BQAM，传输这部分信息需要发送端消耗能量，称为非绿色信息，绿色信息和非绿色信息所能传输的信息量分别为：（1）（2）总传输信息量为：（3）其中N为FFT大小或全部子载波数目，M为调制阶数，为向下取整，为组合函数，即从个元素中选出个元素的选择方案个数；当Am中比特为1时则激活对应子载波，否则静默对应的子载波，采用三层加密机制，分别对应密钥H₁，H₂和K，其中 H₁，H₂分别为每一行和每一列有且只有一个1、其余元素为0的置乱矩阵，密钥K为随机分布的角度，第一层加密机制是用置乱矩阵H₁与Book信息相乘以保护Book信息；第二层加密原理是用置乱矩阵H₂与控制比特Cb相乘以保护合法者的子载波激活样本池；第三层加密原理是随机生成一些角度，实现对星座图的扰乱，以保护调制方式信息，将三层加密后的数据发送出去，接收端分两步解调，首先信号接收，解密并估计出对应的子载波激活模式，然后在接收到的激活子载波上解映射，即得到所有原始信息比特。