[发明专利]基于OFDM的高速移动无线通信保密方法

权利要求书

1.一种基于OFDM的高速移动无线通信保密方法，其特征在于，采用相位旋转对原始信息加密，通过OFDM系统对相位旋转后的信息进行传输；所述相位旋转采用收发双方约定的一个密钥角度对信息进行相位置乱，在接收端解调时，对相位旋转加密引起的频偏和高速移动通信系统中多普勒效应导致的频偏同时进行补偿以恢复原始信息。

2.根据权利要求1所述的基于OFDM的高速移动无线通信保密方法，其特征在于，包括在接收端采用循环前缀法对系统的频偏进行估计和补偿。

3.根据权利要求1所述的基于OFDM的高速移动无线通信保密方法，其特征在于，发射端为S，接收端为R，发射端S将高速串行的二进制比特流转化为多路低速并行数据流，{d₀,d₁,…,d_N-1﹜为星座映射后的复数序列的N个结果，其中d_n为星座映射后的第n个复数，θ为相位旋转对数据的加密角度，d_Rn为相位旋转加密后的映射的第n个复数，Δt为采样时间间隔，Δf_H为高速移动通信场景下多普勒效应产生的频偏量，包括以下步骤：

步骤1：在发射端产生一组二进制数据流，映射成复数序列{d₀,d₁,…,d_N-1}，其中，d_n＝a_n+jb_n；

步骤2：将所述步骤1中原始信息的相位进行置乱，得到复数信号

d_Rn＝a_n+j(b_n+θ)，

其中，θ为对星座映射后的信息进行相位旋转的加密角度；

步骤3：将所述步骤2中已经置乱的信号进行离散逆傅里叶变换IDFT后得到新序列{S₀,S₁,…,S_N-1}，其中，

步骤4：在所述步骤3中，t_m＝m·Δt，得

步骤5：将所述步骤4中的序列以Δt时间间隔通过D/A转换器并滤波器输出，转化为连续发射信号X(t)，具体的表达式为

原始信息已被相位旋转技术加密，加密的密钥为θ；

步骤6：将所述步骤5中调制后的基带信号发射到信道进行传输；

步骤7：所述步骤6中发射信号经过高速移动信道传输并在多普勒效应的影响下产生多普勒频偏Δf_H，不考虑信道传输函数和噪声的影响；

步骤8：经过信道接收后，信息为Y(t)＝X(t).exp(j2πΔf_Ht)；

步骤9：将所述步骤8中Y(t)带入发射信号X(t)后，接收端接收到的信号为

其中，所有的子载波受到相位旋转和多普勒频移的影响程度为exp(j2π(Δf_H+θ)t)；

步骤10：对所述步骤9中Y(t)以Δt间隔采样后得到

ξ为系统的总的频率偏移，ξ＝Δf_H+θ/Δf；

步骤11：对所述步骤10中y_m进行FFT变换得到

步骤12：对所述步骤11中Y_k利用等比数列性质进一步改变形式得到

即为其中

步骤13：对所述步骤12中的信息失真，采取循环前缀法进行多普勒频偏的估计和补偿以恢复出原始信号dn。