[发明专利]无线通信系统中利用星座转换提高用户信息安全性的方法

摘要

本发明一种无线通信系统中利用星座转换提高用户信息安全性的方法，包括以下步骤：1)通过对实际传输符号进行相位旋转，使得实际传输符号所对应的星座图发生变化，完成星座转换；2)在星座转换的基础上，利用信息发送端和目标用户之间的信道，将与星座转换相关的信息发送到目标用户端，使得目标用户端能够恢复出星座转换前的符号，非目标用户端或窃听者不能恢复出该符号。针对通信过程中实际传输的符号，通过信息发送端利用角度旋转方法，在每一个传输符号上附加相位旋转角，传输符号所对应的星座图发生变化，完成了星座转换。使得目标用户顺利获取自身的信息，而非目标用户或窃听者会受到星座旋转的干扰从而降低了正确获取信息的概率。

主权项

1.无线通信系统中利用星座转换提高用户信息安全性的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过对实际传输符号进行相位旋转，使得实际传输符号所对应的星座图发生变化，完成星座转换；2)在星座转换的基础上，利用信息发送端和目标用户之间的信道，将与星座转换相关的信息发送到目标用户端，使得目标用户端能够恢复出星座转换前的符号，非目标用户端或窃听者不能恢复出该符号；所述无线通信系统包括均配置单天线的信息发送端，目标用户，以及非目标用户或窃听者；一个信息发送端服务一个目标用户，同时存在一个非目标用户或窃听者；信息发送端和目标用户采用时分双工方式发送导频进行信道估计，并且他们估计的信道满足信道互易性；步骤1)具体包括以下步骤：1a、选择一个星座图对目标用户需要的信息进行调制，并把调制后的符号作为待传输的符号；1b、对待传输的符号实施星座转换，将上述待传输的符号进行相位旋转后，待传输的符号对应转换为另一个星座图中的一个点，完成对待传输的符号的星座转换；步骤1a中，采用相移键控法对目标用户需要的信息进行调制，并把调制后的符号作为待传输的符号，记作，su(t)∈ΦM‑PSK；式中，su(t)表示在时刻t调制后待传输的符号，ΦM‑PSK表示M阶PSK星座点组成的集合，即M‑PSK星座图；步骤1b中，将上述待传输的符号，进行相位旋转，得到，式中，xu(t)表示在时刻t相位旋转后的符号，θu(t)表示对应于时刻t的相位旋转角，j表示虚数单位，e表示自然指数的底数；相位旋转角为，其中，N表示一个正整数，并且满足N＝kM，k表示正整数，p表示一个正整数，并且它的值可以是1到N中的任意一个，经过这一相位旋转操作后，原符号su(t)转换为N阶PSK星座图中的一个点，即，xu(t)∈ΦN‑PSK；其中，ΦN‑PSK表示N阶PSK星座点组成的集合，即N‑PSK星座图；就完成了对符号的星座转换；步骤2)具体包括以下步骤：2a、信息发送端对信道进行处理，信息发送端将获得信道重新排列为，其中，Hb表示一个K×K阶的方形矩阵，K表示该矩阵的行数或者列数，即一行或一列中hb的个数，在得到上述矩阵之后，对该矩阵进行特征值分解得到，其中，Ub表示一个K×K阶的酉矩阵，∑b表示一个K×K阶的对角矩阵，H表示共轭转置运算；在得到Ib后，利用Ib传递与星座转换相关的信息；2b、传递与星座转换相关的信息时，需要传递的信息包括：第一信息，实际的星座调制阶数M；第二信息，相位旋转的方向，即顺时针或者逆时针；第三信息，每个相位旋转角的值。