[发明专利]循环延迟分集系统中基于信道估计的物理层加密方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统信息传输安全技术领域，具体涉及一种循环延迟分集系统中基于信道估计的物理层加密方法。

背景技术

随着无线通信网的发展，无线通信网中的信息安全隐患已经成为迫切需要解决的问题之一。由于无线通信网采用无线广播方式传输信号，传输媒介是开放性的，所以更易受到监听等安全威胁。传统的保证无线信息安全的方式通常基于在上层使用的有较高计算需求的加密算法。

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术由于用于多重优势，被广泛应用在多种无线通信标准中，如IEEE802.16和LTE（Long Term Evolved，长期演进）。而CDD（Cyclic Delay Diversity,循环延迟分集）技术作为MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术的一种，可以增加信道的频率选择性，同样被广泛应用。

CDD是向OFDM传输系统中引入空间分集的简单方法。CDD自身不产生分集增益，但是通过CDD可以产生PFS（Periodical Frequency Selective，周期频率选择性）信道，而且被授权的终端设备已知这些信息。在PFS信道中频域信道响应周期性变化，CDD-OFDM系统就是PFS信道的一个例子。

由于CDD系统的主要原理就是将发射端的数据信息在多个天线处采用不同的循环延迟之后再发射出去，如图2所示。由于循环前缀位于循环延迟之后，所以CDD系统不会最大化信道时延。但是CDD导致在一个OFDM符号周期内的频率选择性增强。CDD信道转移函数可以表示为：

HCDD(f,t)=1MΣl=0M-1e-j2πNfδl·Hl(f,t)---(1)]]>

其中H_l(f,t)表示在t时刻第l根发射天线到接收终端的信道转移函数，δ_l表示第l根发射天线的具体时延值，M为天线个数，N为OFDM符号长度，其中δ_l=lδ₁。图3给出了某个时刻单天线|H₀(f,t)|²在512个邻近子载波上的分布。式（2）所述的双天线系统在同样场景下的分布情况如图4所示。