西北工业大学王伶获国家专利权
买专利卖专利找龙图腾,真高效! 查专利查商标用IPTOP,全免费!专利年费监控用IP管家,真方便!
龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种跨域物理层安全实现方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118300648B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410316251.4,技术领域涉及:H04L27/26;该发明授权一种跨域物理层安全实现方法是由王伶;刘仟辉;许茜;杨欣;张兆林;粟嘉;宫延云设计研发完成,并于2024-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种跨域物理层安全实现方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种跨域物理层安全实现方法,首先对MIMO‑OTFS系统设计预处理、后处理矩阵,具体对合法信道DD域等效信道矩阵进行奇异值SingularValueDecomposition,SVD分解,选择右奇异矩阵设计预处理矩阵,选择左奇异矩阵设计后处理矩阵。其次根据MIMO‑OTFS系统处理流程计算时域AN的零空间矩阵并生成零均值圆对称复高斯矢量,最终生成时域AN。该方法的AN设计可实现在合法接收者的DD域自行抵消,而在窃听者处形成干扰,进而扩大合法信道、窃听信道的质量差距,实现MIMO‑OTFS系统的信号安全。
本发明授权一种跨域物理层安全实现方法在权利要求书中公布了:1.一种跨域物理层安全实现方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1:对于MIMO-OTFS系统参考矩形脉冲形式的单输入单输出SISO-OTFS系统,系统处理如下; 步骤1-1:对于一个OTFS系统,该系统具有M个子载波间隔为△f的子载波和N个符号时间为T的符号,总带宽为B=M△f,信号帧持续时间为Tf=NT;OTFS系统是临界采样,即T△f=1; 步骤1-2:在发射机处,经过星座映射后的符号首先被放置在时延多普勒网格,即将x按列排成矩阵满足XDD=unvecM,Nx;然后使用逆辛傅里叶变换ISFFT将XDD转换为TF域的符号矩阵XTF,XTF表示如下: 其中,F、FH分别表示离散傅里叶变换矩阵、离散逆傅里叶变换矩阵; 在矩形脉冲整形的情况下,通过离散海森堡变换将TF域符号矩阵XTF转换为时域信号s表示如下: 其中,vec·表示按列矢量化操作; 然后,将长度为Ncp的CP添加到s的开头,其中Ncp≥L,L是最大延迟扩展;时域信号在时频双选信道上传输,信道响应hτ,ν表示为: 其中P是传输路径数,hi、τi∈[0,τmax]、νi∈[-νmax,νmax]分别为第i条路径的信道系数、时延、多普勒频移;此处,τmax、νmax分别是最大时延和多普勒频移,第i条路径的时延抽头和多普勒频移抽头分别为li=M△fτi、ki=NTνi; 步骤1-3:在接收机处,去除CP后的信号表示为: r=Hs+w 其中信道噪声 是包含加减CP操作的信道矩阵,表示如下: 其中,Π为置换矩阵: Δ是MN×MN的对角矩阵: Δ=diag[z0,z1,…,zMN-1] 式中 通过魏格纳变换和辛傅里叶变换SFFT对接收到的信号r进行处理,DD域的接收符号表示为: 其中R=unvecM,Nr; DD域输入输出关系写成: DD域输入输出关系重新写成: 其中,添加CP矩阵去除CP矩阵 为大小为MN×MN单位阵IMN的最后Ncp行; 定义DD域等效信道矩阵为: 步骤2:MIMO-OTFS系统中,发射天线数为Nt、接收天线数为Nr,第i根发射天线的时域发送信号表示为: 第j根接收天线的时域接收信号可以表示为: 其相应DD域接收信号为: MIMO-OTFS系统时域输入输出关系写成: 令则上式表示为: 结合发送端、接收端时域与DD域的变换,令 则MIMO-OTFS系统DD域输入输出关系写成: 定义MIMO-OTFS系统DD域等效信道矩阵为: 步骤3:基于时域和DD域处理的MIMO-OTFS系统时域AN生成,发射端处理如下: 步骤3-1:将DD域等效信道矩阵进行SVD分解,表示为: 为传输Ns,NsNt个数据流,每个数据流长度为MN,选择左奇异矩阵U的前Ns列作为后处理矩阵Wr,选择矩阵V的前Ns列作为预处理矩阵Wt; 步骤3-2:在DD域,对Ns个星座映射后的数据流进行预处理,即: xMIMO=WtxS 其中,所以包含Nt个数据流; 步骤3-3:对xMIMO的Nt个数据流分别进行ISFFT变换和基于矩形脉冲的离散海森堡变换,即: 其中包含Nt个数据流,sMIMO为时域信号; 步骤3-4:对sMIMO的Nt个数据流分别添加长度为Ncp的CP,即: 其中包含Nt个数据流; 步骤3-5:对注入时域AN,即: 其中,a为注入的时域AN;a设计落入合法信道零空间,令: a=Qdt 其中Q为半酉矩阵,其满足: dt为人工生成的零均值圆对称复高斯噪声,即与Q相乘的矩阵维度为NsMN×NtMN+Ncp,存在零空间矩阵Q的条件是: 其中,当发射数据流Ns小于发射天线个数Nt时,存在零空间矩阵Q的条件必然满足;包含Nt个数据流; 步骤3-6:对步骤3-5中的Nt个数据流分别进行数字上变频、数模转换、射频上变频、最后传至Nt根天线发送; 步骤4:基于时域和DD域处理的MIMO-OTFS系统时域AN生成,接收端处理如下: 步骤4-1:对Nr根天线接收到的信号进行射频下变频、模数转换、数字下变频,最后得到Nr个基带数据流,每个数据流长度为MN+Ncp;Nr个基带数据流记为: 其中,对应第i根天线的数据流; 步骤4-2:对Nr个基带数据流分别进行去除CP操作,即: 其中包含Nr个数据流;rMIMO为时域信号; 步骤4-3:对rMIMO的Nr个数据流分别进行SFFT变换和离散魏格纳变换,即: 其中包含Nr个数据流;yMIMO为DD域信号; 步骤4-4:对yMIMO进行后处理操作,转换成Ns个数据流,即: yS=WryMIMO 其中包含Ns个数据流; 步骤5:根据步骤3至步骤4,MIMO-OTFS系统DD域输入输出关系写成:
如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人西北工业大学,其通讯地址为:710072 陕西省西安市友谊西路127号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。
以上内容由龙图腾AI智能生成。
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

皖公网安备 34010402703815号
请提出您的宝贵建议,有机会获取IP积分或其他奖励