电子信息技术

本发明公开了一种基于分解和分布式调制的物理层安全传输方法及系统；控制器将高阶调制分解为多个正交相移键控调制，每个正交相移键控调制进一步分解为两个相互正交的二进制相移键控调制；将待发送的期望数据信息由两个二进制相移键控信号表示，并且分别由两个发射机负责发送，发射机之间共享信道状态信息，发射机对发送信号分别进行预处理后发送到目标接收机；目标接收机接收两个二进制相移键控信号的混合信号，滤波后恢复出期望数据信息。本发明对高阶调制进行分解和分布式调制并发送，每个分布式信号都不会携带目标接收机的完整期望数据信息，实现了数据的保密传输，并有效阻止窃听者获取期望数据信息，实现了期望数据信息的保密传输。

随着无线通信技术的迅速发展，信息安全已经成为重要的问题。由于无线传输中天然的开放性和广播性，使得无线通信系统面临比传统有线通信系统更严重的安全威胁，窃听者可能通过无线信道非法窃听用户的敏感信息。物理层安全在提高信息保密性方面起着根本性的作用，物理层安全的基本原理可以分为两种：一、基于无线信道特征的加密实现；二、基于保密容量分析的可靠传输实现。

目前，业内常用的技术是这样的：现有技术一：基于干扰对齐的无线网络防窃听方法，在使用干扰对齐方案的无线网络中，通过发射机单独或发射机与中继协作发送人工噪声，人工噪声破坏窃听者的窃听链路，从而增强无线网络的保密性。现有技术二：基于分而治之的协作干扰：发射机将源消息编码为多个编码块，然后逐个发送每个编码块，并且利用源和目的的通信范围内的其它合法通信节点发送的信号干扰窃听者，使任意位置的窃听者都丢失至少一个代码块，从而实现安全传输。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的物理层安全方法在发射端，例如发射机构造人工噪声，需要额外的发送功率去干扰窃听者的信道，甚至还需要专门的设备去发送人工噪声，并且发送的人工噪声还可能对通信范围内的其他用户造成干扰。例如技术一基于干扰对齐的无线网络防窃听方法，通过发射机发送人工噪声干扰窃听者，在总发射功率受限的系统中，会造成传输期望信号的功率减少，导致合法接收机处的频谱效率下降。技术二基于分而治之的协作干扰，利用源和目的的通信范围内的其它合法通信节点发送的信号干扰窃听者，需要部署多个合法通信节点，从而消耗更多的发射功率。

本发明的优点及积极效果为：本发明利用无线信道的随机性来加密数据传输，并且采用分布式发射机来丰富数据传输的空间特征，充分利用了无线信道的随机特征；此外，控制器还可以通过预设时延进行分解数据的分布式传输，来进一步阻止窃听者获取期望数据信息。在控制器将待发送的期望数据信息由两个二进制相移键控信号表示，并且由分布式发射机分别发送到目标接收机，目标接收机对混合信号进行滤波恢复出期望数据信息。每个分布式信号都不会携带目标接收机的完整期望数据信息，并且分布式信号到达窃听者经历的信道衰落和分布式信号到达目标接收机的信道衰落相互独立，因此，能够有效阻止窃听者获取期望数据信息，从而保证数据传输的保密性。