[发明专利]基于人工瑞利衰落结合自适应调制的安全通信方法

摘要

一种基于人工瑞利衰落结合自适应调制的安全通信方法，在发送端用Tent映射方程产生均匀分布的混沌序列，数据在传输之前发送方和接收方的混沌序列应被同步，引入双分组交织器，把Tent映射方程产生的一组混沌序列，分成四组混沌序列，用来生成一组瑞利衰落系数，以实现信道的人工瑞利衰落；自适应地选择调制技术，用人工瑞利衰落系数乘以调制后得到的符号，使其相位和幅度随机变化，实现物理层加密功能。在接收方实现解密功能；结合信道的瞬时信噪比选择数字解调技术，恢复出发送端的二进制比特流。本发明针对静态/准静态无线信道，为单天线的、低成本的通信节点提供了一种保密性能良好的物理层安全通信方法。

主权项

1.一种基于人工瑞利衰落结合自适应调制的安全通信方法，其特征在于：包括以下步骤：1)发送端的加密过程，包括以下步骤：1‑1收发双方事先约定混沌序列生成器的映射方程、初始值，发送方采用Tent映射方程产生一组(‑1,1)区间均匀分布的混沌序列，对每一个调制符号，产生四个混沌数；把一组混沌序列分成四组混沌序列，这四组混沌序列具有相互独立、(‑1,1)区间均匀分布的特性，称之为四组均匀分布随机变量；1‑2由这四组均匀分布的随机变量，各取1个随机变量，共4个随机变量，经过变换，生成一个包络为瑞利分布、相位为均匀分布的复随机变量；发送方每一个调制后的符号，与复随机变量相乘，实现信道的人工瑞利衰落，或者说是符号的加密；采用Box‑Muller转换法，将4个数组，每2个混沌数为1组，代入到Box‑Muller公式生成两个服从标准正态分布的随机变量和两个正态分布的随机变量和组成一个复随机变量此复随机变量h_k的包络为瑞利分布、相位为均匀分布；四组混沌序列得到一组人工瑞利衰落系数{h_k}，实现信道的人工瑞利衰落，为功率归一化系数；1‑3根据步骤1‑2中的人工瑞利衰落系数以及信道的平均信噪比选择调制技术；1‑4二进制的比特数据经过数字调制被映射为符号后，再与步骤1‑2中的复随机变量相乘，使得符号的相位和幅度随机变化，完成物理层的加密；2)接收端的解密过程，包括以下步骤：2‑1与步骤1‑1相同，在传输数据之前实现与发送端的混沌同步；2‑2用4组均匀分布的随机变量，生成包络为瑞利分布、相位为均匀分布的复随机变量；2‑3发送方发送的符号被接收方收到后，接收方用相应的密钥解密，也即恢复出加密之前的符号；2‑4接收方根据同一个人工瑞利衰落系数选择正确的解调技术解调2‑3步骤中的符号，所述人工瑞利衰落系数为复随机变量，得到二进制的比特数据，完成在物理层的解密。