[发明专利]依赖于空间位置的相位域调制方法

说明书

本发明公开了一种依赖于空间位置的相位域调制方法，属于通信技术领域。本发明所述方法主要包括以下步骤：发射机和接收机进行时间同步，得到同步时间；发射机对原始信号进行相位域预编码操作，得到相位域预编码后信号；接收机接收相位域预编码后信号，得到相位域初始接收信号，对相位域初始接收信号进行相位域匹配操作，得到对原始信号的估计。本发明所述相位域信号处理方法，实现在不降低系统功率效率的基础上，达到安全通信目的。可以消除物理层安全通信系统对信道状态信息的依赖，并且实现距离域的安全性，使得预期距离处的接收机才能接收到正确的信号，而其他距离处的接收机则不能接收到正确的信号。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种依赖于空间位置的相位域调制方法。

背景技术

传统抗截获和反欺骗手段依赖于网络层以上的加密和认证技术，然而随着计算能力的提升，上层加密和认证技术面临着严峻的挑战。例如：秘钥管理、分配和维护困难；长秘钥造成高运算开销和资源浪费；窃听能力提升使得基于计算复杂度的上层加密方法面临威胁。为了应对这些问题，国内外提出物理层安全通信，将安全关口前移，利用物理层本身存在随机性（干扰、噪声等）来摆脱对长秘钥的依赖性。然而，现有大多物理层安全通信技术依赖于无线信道的互易性，可是信道的互易性很难得到严格的满足。现有空域物理层安全技术，例如空间波束赋形和方向调制虽可摆脱信道互易性的限制，但是仅仅能够提供角度域的安全性能，若窃听者和我方接收机位于同一方向角时，则不具有安全性。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种依赖于空间位置的相位域调制方法。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

一种依赖于空间位置的相位域调制方法，基于发射机、接收机和多个信道资源，发射机用于处理和发射原始信号，接收机用于对原始信号进行恢复，信道资源供发射机和接收机使用，其中信道资源包括时域、频域、空域和码域资源；

本发明所述方法包括以下步骤：

S1：发射机和接收机进行时间同步，得到同步时间；

S2：发射机对原始信号进行相位域预编码操作，得到相位域预编码后信号；发射机利用多个信道资源将相位域预编码后信号发送至接收机；

S3：接收机接收相位域预编码后信号，得到相位域初始接收信号，对相位域初始接收信号进行相位域匹配操作，得到对原始信号的估计。

S2中，相位域预编码操作包括以下步骤：

S2-1：发射机依据同步时间t，以及到接收机的传输时延，产生高维预编码信号：

其中，表示高维预编码信号的第j维，，N表示高维预编码信号的维数，N不超过信道资源的个数；

其中， T表示相位域预编码层数，T≥1，；表示第p层相位域预编码支路索引，，表示第p层相位域预编码支路数，，；表示第p层频率增量；表示第p层相位域预编码支路中的第个支路上的预编码信号幅度；为发射机和接收机事先协定的正常数，其取值满足；

S2-2：对原始信号的相位进行相位域高维映射，得到高维原始相位信号：

高维原始相位信号的维数为N，其中，表示高维原始信号的第j维，mod为求余函数；