[发明专利]一种智能变电站光通信的物理层加密方法及系统

权利要求书

1.一种智能变电站光通信的物理层加密方法，其特征在于，用于对光通信系统的频域信号进行加密，包括：

采用2D-SCL映射对频域信号进行幅值扰动，得到一次加密频域信号；

采用布朗运动数学模型对一次加密后的频域信号的原始矩阵中的索引位置进行扰乱，得到二次加密频域信号。

2.如权利要求1所述的智能变电站光通信的物理层加密方法，其特征在于，所述采用2D-SCL映射对频域信号进行幅值扰动，得到一次加密频域信号，包括：

基于所述2D-SCL映射，产生两组随机序列；

将两组随机序列分别加入到所述频域信号的实部和虚部，对所述频域信号进行幅值上的扰动，得到所述一次加密后的频域信号。

3.如权利要求1所述的智能变电站光通信的物理层加密方法，其特征在于，所述2D-SCL映射为基于线性函数、正弦映射和切比雪夫映射导出得到，所述2D-SCL映射为：

x_i+1＝k·sin(a·cos(barccosx_i)·(y_i+c))；

y_i+1＝k·sin(a·cos(barccosy_i)·(x_i+1+c))；

k∈(0,1)；a,b∈(0,+∞)；c∈(-∞,+∞)

其中，k，a，b和c为系统参数，x_i为x序列中第i个位置的元素，也是x_i+1的前一个元素，y_i为y序列中第i个位置的元素，也是y_i+1的前一个元素。

4.如权利要求1所述的智能变电站光通信的物理层加密方法，其特征在于，在所述采用布朗运动数学模型对一次加密后的频域信号的原始矩阵中的索引位置进行扰乱，得到二次加密频域信号之前，还包括：

对所述原始矩阵进行串并变换和高阶QAM调制，得到QAM矩阵；

相应地，采用所述布朗运动数学模型对所述QAM矩阵中元素的索引位置进行扰乱，得到所述二次加密频域信号。

5.如权利要求4所述的智能变电站光通信的物理层加密方法，其特征在于，所述用所述布朗运动数学模型对所述QAM矩阵中元素的索引位置进行扰乱，得到所述二次加密频域信号，包括：

将所述QAM矩阵划分为若干相同大小的单元矩阵，并将每个单元矩阵作为矩阵元素构建得到重构矩阵；

采用所述布朗运动数学模型产生两组强随机序列，对所述重构矩阵中所有元素的索引位置进行扰乱，得到所述二次加密频域信号。

6.如权利要求5所述的智能变电站光通信的物理层加密方法，其特征在于，所述将所述QAM矩阵划分为若干相同大小的单元矩阵，并将每个单元矩阵作为矩阵元素构建得到重构矩阵，所述QAM矩阵大小为M×N，M为子载波数，N为子载波上符号数，包括：

设置单元矩阵的长宽为A_i×B_i，A_i所属集合A＝{A_i,i＝1,2,...,}是M的因数集合，B_i所属集合B＝{B_i,i＝1,2,...,}是N的因数集合；

对集合A和集合B中元素组成的不同尺寸的单元矩阵进行遍历，计算每种尺寸单元矩阵的PAPR，确定PAPR最优的单元矩阵的尺寸；

按照PAPR最优的单元矩阵的尺寸，将所述QAM矩阵划分为若干相同大小的单元矩阵，并将每个单元矩阵作为矩阵元素构建得到重构矩阵，所述重构矩阵的长宽为m×n，m＝M/A_i，n＝N/B_i。