[发明专利]一种高抗破译性能的方向调制方法与系统

说明书

本发明提出一种高抗破译性能的方向调制方法。技术方案包括下述五个步骤：(1)对输入比特流数据进行基带调制得到调制信号s；(2)对调制信号s进行M项加权变换操作，得到M项加权变换后的信号x；(3)将经过M项加权变换后的信号x通过预编码后由天线发射出去；(4)合法接收机由天线接收到信号Y^B，并把接收到的信号Y^B进行K项加权逆变换操作，从而得到经过K项加权逆变换后的调制信号Y；(5)对经过K项加权逆变换后得到的调制信号Y进行解调得到接收比特流数据。本发明方法的抗破译能力更强。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，尤其涉及一种抗破译的信号处理方法与系统。

背景技术

DM(directional modulation,方向调制)作为一种在空域中通过多天线技术实现的定向PLS(physical layer security，物理层安全)传输技术，可以用于相控阵和频控阵。为了叙述方便，以相控阵为例，基于相控阵的DM方法为：假设均匀线性相控阵包括N个天线，在自由空间有一个发射机Alice，一个合法接收方Bob和一个窃听方Eve，期望方向和窃听方向相对于发射机Alice的第一个天线阵元分别是θ^B和θ^E,θ^B≠θ^E。在发射端，对输入比特流数据进行基带调制得到调制信号，然后将调制信号经过预编码指定发射方向后利用相控阵发射出去，在合法接收端(即指定发射方向)才能合成具有方向特性的数字调制信号，从而解决信息传输的安全问题。然而，上述现有的DM技术待改进的方面为：在合法接收端的接收信号误比特率波束较宽，安全速率低。

为了解决现有DM技术误比特率波束较宽的问题，在发射端采用添加人工噪声的DM方法，参见下面两个文献：[1]Xie T,Zhu J,Li Y.Artificial-Noise-Aided Zero-ForcingSynthesis Approach for Secure Multi-Beam Directional Modulation[J].IEEECommunications Letters,2017,22(2):276-279.[2]Cheng Q,Fusco V,Zhu J,et al.SVD-Aided Multi-Beam Directional Modulation Scheme Based on Frequency DiverseArray[J].IEEE Wireless Communication Letters,2019,9(3):420-423。添加人工噪声的DM方法(记作AN-DM)的主要思路是发射端，对输入比特流数据进行基带调制得到调制信号，然后在调制信号中添加人工噪声，接着通过预编码以后通过天线发射出去，由于人工噪声只会对非期望方向的信号造成扰乱，因此增加了窃听者的破解难度，使误比特率波束更窄，但是由于添加了人工噪声，从而使系统的功率利用率大大降低。