[发明专利]一种基于扩展加权分数傅里叶变换的定向调制方法及系统

说明书

一种基于扩展加权分数傅里叶变换的定向调制方法及系统，它属于无线通信技术领域。本发明解决了在现有定向调制安全方案中，由于空间中的可通信区域大而导致易于被窃听者截获的问题。本发明通过利用扩展加权分数傅里叶变换多分量的自干扰特性和频控阵，可以实现兼具距离相关和偏移角相关特性的抗截获信号形式和可控可通信区域设计。本发明方法大幅度缩小了空间中的低误码率区域，在有窃听者存在的网络中，即使分数域变换相关知识是公开的且全部变换参数可以通过付出较高计算复杂度的代价暴力破解，也不能实现信号的高概率截获。增强了混合载波系统的物理层安全性能，保障了通信的保密性。本发明可以应用于无线通信技术领域。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于扩展加权分数傅里叶变换的定向调制方法及系统。

背景技术

随着信息和通信技术的蓬勃发展，人们对通信的安全性能有了更高的需求，信息安全的理论和技术引起了广泛的关注。随着技术的发展和研究的深入，物理层安全技术作为对上层加密体制的有效补充，由于其在增强系统安全性能上表现出的独特优势而得到了越来越多的研究。近年来，加权分数傅里叶变换逐渐在通信系统中得到了研究和应用，也开始应用于物理层安全的各个研究领域，并取得了一定的研究成果。

然而，现有基于加权分数傅里叶变换的定向调制安全方案多是角度相关的，对于窃听端，当其与目的接收者相对于发送端处于同一偏移角上时，即可以接收到具有较强等效信噪比的信号，进而通过参数扫描及反变换实现信号的破解。因此，现有混合载波系统仍具有一定的安全隐患，对其缺陷进行补充和优化，进一步缩小可通信区域以提升系统的安全性能成为一个值得关注的研究方向。

发明内容

本发明的目的是为解决在现有定向调制安全方案中，由于空间中的可通信区域大而导致易于被窃听者截获的问题，而提出一种基于扩展加权分数傅里叶变换的定向调制方法及系统。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种基于扩展加权分数傅里叶变换的定向调制方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射，获得星座映射后的调制信号X；

步骤二、对步骤一获得的调制信号X进行扩展加权分数傅里叶变换多分量生成，获得四路串行数字信号F_l⁰，F_l⁰代表获得的第l路串行数字信号，l＝0,1,2,3；

式中，X_l为对信号X进行l次傅里叶变换的结果，i为虚数单位，为变换参数，k＝0,1,2,3，

步骤三、对步骤一获得的调制信号X进行处理，获得频控阵多分量F_l¹，l＝0,1,2,3；

式中，Δf为频率增量，X_m为对信号X进行m次傅里叶变换的结果，m＝0,1,2,3，为变换参数，k＝0,1,2,3，

步骤四、对步骤二和步骤三获得的结果进行合并；其具体过程为：

T_l＝T_l⁰+T_l¹，l＝0,1,2,3

其中，T_l⁰表示对进行与F_l⁰等长度的后补零得到的结果，T_l¹表示对进行与F_l¹等长度的前补零得到的结果，T_l表示合并后的第l路串行数字信号；