[发明专利]通信网络物理层信号加密、解密方法

说明书

本发明涉及通信技术领域，特别涉及通信网络物理层信号加密、解密方法，所述加密方法包括如下步骤：S11、产生多层ACO‑OFDM系统每层的信号，然后对各层信号分别加密；S12、把加密后的信号分别调制到多层ACO‑OFDM系统的各层子载波上；S13、对加密后的信号进行剪裁操作后再叠加，生成多层ACO‑OFDM加密信号。本发明不但能解决光通信中传统ACO‑OFDM频谱效率低的问题，而且利用多层ACO‑OFDM系统的特性，实现了多级别加密，很好地提高了物理层信息的安全性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及通信网络物理层信号加密、解密方法。

背景技术

在频谱资源有限的条件下，我们需要考虑光通信的频谱效率。传统ACO-OFDM(全称为asymmetrically clipped optical-orthogonal frequency division multiplexing)已经在光通信系统中得到应用。在ACO-OFDM系统中，有用的数据在奇数子载波上传输，而剪裁噪声落在偶数子载波上。ACO-OFDM只利用了一半数目的子载波调制信号，使光通信系统的频谱效率大大降低。多层ACO-OFDM，用多个层同时传输数据，解决了ACO-OFDM频谱效率低的问题。而且，多层ACO-OFDM系统若要恢复第l层的有用数据，需要先去除第l层ACO-OFDM前面所有层的剪裁噪声，只有准确地恢复出第l层ACO-OFDM前面所有层的有用数据，才能得到多层ACO-OFDM第l层的有用数据。

基于多层ACO-OFDM系统的上述特性，本发明主要研究其在保密通信方面的应用。

发明内容

本发明的发明目的在于，提供一种充分利用多层ACO-OFDM系统的特性实现保密通信的方法。

在信息发送端，本发明采取的技术方案如下：一种通信网络物理层信号加密方法，包括以下步骤：

S11、产生多层ACO-OFDM系统每层的信号，然后对各层信号分别加密；

S12、把加密后的信号分别调制到多层ACO-OFDM系统的各层子载波上；

S13、对加密后的信号进行剪裁操作后再叠加，生成多层ACO-OFDM加密信号。

多层ACO-OFDM系统第l层的信息只有在第1至l-1的所有层正确解密后才能正确破解。因此，多层ACO-OFDM系统的更高层具有更高的安全性能。利用多层ACO-OFDM系统的上述特性，可以实现不同安全等级的信号传输。另外，多层ACO-OFDM相比于单层ACO-OFDM，具有更高的频谱效率。

所述加密具体操作为对信号添加混沌密钥，即对洛伦兹偏微分方程进行求解，得到混沌密钥，将信号隐藏在密钥中，从而得到加密后的信号。

混沌加密技术是基于混沌动力学特性发展起来的一种热门的物理层信号安全技术。由于混沌信号的产生对初始条件非常敏感，当初始条件确定时，产生的混沌信号是确定的，相反，初始条件的任何变化，都将引起混沌信号的较大差异。利用混沌的初值敏感性，可以增大解密难度。

步骤S11中，产生多层ACO-OFDM系统每层的信号，指根据多层ACO-OFDM系统每一层数据的长度，将待发送的比特序列调制成PAM或QAM信号。

在信息接收端，本发明采取的技术方案如下：一种通信网络物理层信号解密方法，包括以下步骤：

S21、对接收到的多层ACO-OFDM加密信号的第1层加密信号进行解密，恢复数据；

S22、对第1层ACO-OFDM加密信号进行再生，估计第1层信号的剪裁噪声，再将第2层ACO-OFDM加密信号去除剪裁噪声，解密后得到第2层数据；