[发明专利]一种基于EWFRFT的FDA物理层信号电磁分布调控方法

说明书

一种基于EWFRFT的FDA物理层信号电磁分布调控方法，它属于无线通信的物理层安全传输技术领域。本发明解决了现有物理层安全技术的物理层信号波形多样化特性不足，抗窃听端检测的能力差的问题。本发明基于FDA的信号发射系统通过载波频率和基带加权矢量的设计，实现收发联合的点对点安全通信，使物理层信号在电磁空间中具有距离、角度和时间三个维度的波形多样化特征。EWFRFT处理在适用于通信系统的基本性质的同时，实现了参数维度的有效提升，丰富了波形多样性特征，大大增强了窃听者截获信息的难度，提高了抗窃听者检测的能力。本发明方法可以应用于无线通信的物理层安全传输技术领域。

技术领域

本发明属于无线通信的物理层安全传输技术领域，具体涉及一种基于EWFRFT的FDA物理层信号电磁分布调控方法。

背景技术

随着无线业务需求的不断增加，物理层安全技术受到学术界和工业界研究者的广泛关注，基于人工噪声、扩频通信、频率分集阵列(Frequency diversity array，FDA)的物理层安全方法层出不穷。与此同时，各类新型变换域信号处理手段不断发展，其中扩展加权分数傅里叶变换(Extended Weighted Fractional Fourier Transform，EWFRFT)相比于经典加权分数傅里叶变换，EWFRFT的特征值不再受到变换阶数的限制，因而在信号设计方面具有更高的灵活性和多样性。

但是随着窃听技术的不断发展，窃听手段不断成熟，窃听节点的算力也在不断增强，导致现有物理层安全技术的物理层信号波形多样化特性仍然不足，抗窃听端检测的能力较差，容易造成通信安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为解决现有物理层安全技术的物理层信号波形多样化特性不足，抗窃听端检测的能力差的问题，而提出的一种基于EWFRFT的FDA物理层信号电磁分布调控方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种基于EWFRFT的FDA物理层信号电磁分布调控方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、对待发射的比特数据(0、1)进行基带星座映射，获得星座映射后的调制结果，所述调制结果为一路串行信号；

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，每个数据块的长度均为2^B，B为正整数；将第i个数据块作为第i帧数据M为数据块的总个数；

其中，x_i,1、x_i,2和表示第i帧数据X_i中的第1个、第2个和第2^B个复数字调制符号；

步骤二、将第i帧数据X_i经过EWFRFT获得的输出信号表示为

其中：s_i,1、s_i,2和表示S_i中的第1个、第2个和第2^B个信号数据；

分别对步骤一中获得的每一帧数据进行EWFRFT后，得到各帧数据经过EWFRFT获得的输出信号；

步骤三、利用FDA天线发射系统将第1帧数据经过EWFRFT获得的输出信号S₁中的第1个信号数据s_1,1发射至信道；

步骤四、接收机从信道中接收信号y(θ,r,t)；

步骤五、接收机将接收信号y(θ,r,t)放入N个通道，并对N个通道的信号分别进行下变频处理，将第m个通道的下变频结果表示为y′_m(θ,r,t)；

步骤六、对各个通道的下变频结果分别进行低通滤波，将第m个通道的低通滤波后信号表示为y″_m(θ,r,t)；