[发明专利]基于扩展加权分数傅里叶变换的波形多样化安全传输方法及系统

权利要求书

1.基于扩展加权分数傅里叶变换的波形多样化安全传输方法，其特征在于，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结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度L均为2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，将第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,…,M，M为数据块的总个数；

X_i′＝[x₀ x₁…x_L-1]，x₀，x₁，…，x_L-1分别为第i′帧数据X_i′中的第1个，第2个，…，第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展加权分数傅里叶变换，得到每一帧数据经过扩展加权分数傅里叶变换获得的输出信号；

将第i′帧数据经过扩展加权分数傅里叶变换获得的输出信号表示为X_i′1，X_i′1的表达式具体为：

X_i′1^T＝S[F_k]X_i′^T

其中，上角标T代表转置，S[·]表示对变换迭代矩阵F_k进行累乘，变换迭代矩阵F_k是大小为N*N的分块对角矩阵，k＝0,1,…,N-1，N＝log₂L，变换迭代矩阵F_k的第j个子块表示为：

式中，[F_k]_j为变换迭代矩阵F_k的第j个子块，是大小为2^k+1*2^k+1的单位矩阵，是大小为2^k+1*2^k+1的傅里叶变换矩阵，为置换矩阵，为加权系数，具体表示为：

其中，为变换参数，i为虚数单位；

所述置换矩阵的表达式具体为：

步骤四、将各帧数据经过扩展加权分数傅里叶变换获得的输出信号表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₁ X₂₁…X_i′1…X_M1]，将X_T通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤五、对步骤四获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤六、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤七、将步骤六获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得模/数转换器输出的信号X_R；

步骤八、将步骤七获得的信号X_R进行信道均衡，得到经过信道均衡的信号数据；

步骤九、从步骤八获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度L均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十、分别对步骤九获得的每一帧数据进行扩展加权分数傅里叶逆变换，得到每一帧数据经过扩展加权分数傅里叶逆变换获得的输出信号；

其中：步骤九获得的第j′帧数据表示为Y_j′＝[y₀ y₁…y_L-1]，j′＝1,2,3,...,M，y₀，y₁，…，y_L-1分别为第j′帧数据中的第1个，第2个，…，第2^N个数据，第j′帧数据经过扩展加权分数傅里叶逆变换获得的输出信号表示为Y_j′1；

Y_j′1的表达式具体为：

其中，S^-1[·]＝(S[(·)^T])^T，逆变换迭代矩阵是大小为N*N的分块对角矩阵，逆变换迭代矩阵的第j个子块表示为：

其中，为反变换加权系数，具体表示为：

其中，为变换参数；

步骤十一、将步骤十获得的输出信号Y_j′1，j′＝1,2,3,...,M表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁ Y₂₁…Y_j1…Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。