[发明专利]一种多载波信号加解密方法及系统

说明书

本发明公开了一种多载波信号加解密方法及系统，属于通信技术领域。方法包括：对发送数据符号中子载波索引和符号索引均为偶数位置处的符号添加复数加密密钥；经过信道作用后解调，获得实数符号；利用获得的实数符号分别对添加了加密密钥的符号，以及未添加加密密钥的符号进行解密。本发明使用了复数加密密钥对发送端子载波索引和符号索引为偶数处的符号进行加密，复数加密密钥的实部可以对添加密钥位置处的符号进行加密；复数加密密钥的虚部可以对周围存在虚部干扰因子位置的符号进行加密，加密效果得以提高。相比于已有方案对所有时频格添加纯虚数加密密钥，本发明仅对符号索引和子载波索引为偶数的符号添加复数加密密钥，解密方法计算复杂度低。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种多载波信号加解密方法及系统。

背景技术

基于滤波器组多载波的偏移正交幅度调制(Offset Quadrature AmplitudeModulation Based Filter-bank Multicarrier，OQAM/FBMC)是传统正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)的一种演进技术，它在每个子载波上引入了具有良好时频聚焦性的原型滤波器，大大降低了信号的频谱旁瓣，并且可以通过设计滤波器来满足各种传输要求来调整信号波形，这些优点使得它在未来的无线通信中很有潜力。OQAM/FBMC作为一种无线通信技术，由于其天然的开放性和广播性，发射机物理通信范围内的任何人都可以接收信号并解码传输，极易受到窃听和干扰等威胁。所以，为了保障位于物理层的OQAM/FBMC技术的安全传输，对OQAM/FBMC的物理层加密技术进行研究是非常有必要的。

在OQAM/FBMC系统中，符号加密是用来实现物理层加密的一种途径。由于加密密钥是符号加密方法中所必须的，因此加密密钥的设计在符号加密方法中起着重要的作用，并且会严重影响安全性能。但是OQAM/FBMC系统的正交性只在实数域成立，发送的实数符号达到接受端解调之后，符号相互之间会产生固有的虚部干扰。由于存在此固有虚部干扰，当对OQAM/FBMC系统的符号进行加密时，会造成解密计算复杂度较高。

现有的OQAM/FBMC系统加密方案对所有时频格采用纯虚数加密，即在原发送符号上加上一纯虚数，对添加位置的符号本身没有加密效果，且所需的加密符号个数较多，加密符号开销较大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多载波信号加解密方法及系统，其目的在于解决现有用于多载波系统的信号加解密方法的加密效果较差的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种多载波信号加解密方法，包括：

S1.对发送数据符号中子载波索引和符号索引均为偶数位置处的符号添加加密密钥；所述加密密钥为复数；

S2.对步骤S1得到的符号经过信道作用后解调，获得实数符号；

S3.利用获得的实数符号分别对添加了加密密钥的符号，以及未添加加密密钥的符号进行解密。

进一步地，所述加密密钥实部的表达式为：

所述加密密钥虚部的表达式为：

其中，A_t为加密密钥实部最大幅值，A_d为加密密钥虚部最大幅值，u为二进制序列长度，D_m,n为[0,2^u]范围内的随机整数。

进一步地，步骤S2中，添加加密密钥的符号经过信道作用后解调，得到的实数符号表达式为：