[发明专利]一种无线通信携数据AN辅助安全传输方法及应用

权利要求书

1.一种携数据AN辅助安全传输方法，其特征在于，所述携数据AN辅助安全传输方法使用混沌伪随机序列打乱原始离散傅里叶变换DFT矩阵中的列向量，改变WFRFT的固有周期；混沌扰码WFRFT矩阵的列与反变换矩阵的行利用混沌扰码WFRFT的不同列对不同信号进行处理，并作为携数据的AN进行传输；同时，将一组额外的AN同样使用混沌扰码WFRFT的列进行处理后一并发送；

所述携数据AN辅助安全传输方法包括：

第一步，传输信号首先通过地面站ES₁发送给S，在星上经过解码和混沌扰码WFRFT再处理后转发，生成分数阶携数据AN，以恶化窃听方的信道条件，从而保证发送信号的安全；

第二步，在发送分数阶携数据AN的同时，将一组额外的AN同样使用混沌扰码WFRFT的列处理后一并发送；

第三步，经过混沌扰码WFRFT向量处理后的信号和AN使得Eve的SINR被恶化，而接收方则能接收到所有信号并能够将其中的干扰消除；

第四步，分配给第i个信号的发射功率对系统安全性能有重要影响，利用相关优化方法对发射功率的分配进行优化，使得系统安全容量最大化；

所述携数据AN辅助安全传输方法将混沌扰码WFRFT矩阵的列作为信号处理向量对信号进行处理，并在传输前对信号进行正交空时编码，令N_S＝2,N₂＝N_E＝1得到：

其中，是给第i个信号分配的发射功率，N是传输信号的数量，x_i代表传输的第i个信号，n_a是额外加入的AN，其分布服从

OSTBC编码的结果为：

而后对信号进行传输，定义S与ES₁、ES₂以及Eve之间的信道增益矩阵分别为H₁、H₂和H_E，合法接收方和窃听方接收的信号分别为和Y_E＝H_EX_O1+N_E，其中，N₂和N_E是相应信道的零均值加性高斯白噪声，其方差分别为和在接收端，首先对信号进行OSTBC解码，之后利用对应参数混沌扰码WFRFT矩阵的行对接收到的信号进行处理，实现目的信号的接收并消除其他干扰信号和AN的影响，经过OSTBC解码和干扰消除后的信号为：

其中，h₁₁和h₂₂是矩阵H₂中的元素，h_E1和h_E2是矩阵H_E中的元素，为-α阶混沌扰码WFRFT矩阵的第i行，是Eve生成的信号处理矩阵的第i行，α_e是Eve采取的逆变换阶数。

2.如权利要求1所述的携数据AN辅助安全传输方法，其特征在于，所述携数据AN辅助安全传输方法一个信号的WFRFT可由该信号不同阶傅里叶变换的加权和来表示，其中最基本形式是4-WFRFT，表达式为：

式中，表示对X进行WFRFT变换；X为长度为n_s的原始信号；I为n_s×n_s的单位矩阵；α为变换阶数；F是归一化DFT矩阵，为加权系数，其定义表达式为：

式中，j为虚数单位，F的形式为：

上式表明4阶DFT矩阵等同于一个单位矩阵，即F⁴＝I。