基于神经网络与复合离散混沌系统的双重加密方法

正交频分复用(OFDM)已被广泛应用于无线通信系统,其数据传输安全具有一定的实际意义。该文提出了一种双重加密方案,采用神经网络生成置乱矩阵实现第1次加密,通过基于Logistic映射与Sine映射的复合离散混沌系统产生的混沌序列进行第2次加密。该双重加密方案极大提升了OFDM通信系统的保密性,可以有效地防止暴力攻击。相比于单一的1维Logistic映射的混沌系统,基于Logistic映射与Sine映射的复合离散混沌系统具有更大的密钥空间。该文运用Lyapunov指数与NIST测试验证了该混沌系统的混沌特性及随机性,并仿真验证了双重加密方案的保密性能。仿真结果表明,该文所提出的加密方案密钥空间为4×1093,Lyapunov指数提高到0.9850,NIST测试中最大P值为0.9995。该双重加密方案可在不影响传输性能下极大提升OFDM通信系统的安全性。     

OFDM系统中基于三维星座旋转的物理层安全加密算法

传统无线通信的安全主要依赖于上层加密机制,无法保护物理层调制方式和调制信息的安全.本文针对正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统提出了一种物理层加密调制算法.该算法首先利用相位随机化的信号进行信道探测并提取出等效信道相位信息,然后对三维星座进行物理层调制加密,最后接收端进行解密解调.该方案充分利用了无线信道相位响应的随机性、互易性和位置敏感性,并将该特性用于增强物理层信号的安全性.理论分析和计算机仿真结果表明该算法具有较强的安全性,且相对于传统的QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制,该算法的误码率性能提升约2.5dB.本文关注于物理层安全,旨在物理信号层提供新的安全保障,在未来5G通信和军事安全通信中有较广泛的应用前景.     

基于遗传算法的全索引调制的物理层加密算法

基于带指数调制的OFDM系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation,OFDM-IM)以其潜在的分集增益而被人们所熟知。随后,一种基于遗传算法的全索引调制的OFDM(GA-OFDM-AIM)方案被提出,与传统的OFDM-IM相比,其采用遗传算法辅助子块设计,通过交叉、变异和选择过程,得到了低误码率的子块实现,但由于窃听者可以通过搜索算法或检测信道中的子块,传输安全无法得到保证,为此提出了基于遗传算法的全索引调制的物理层加密算法。利用无线信道特点,采用密钥生成技术提取初始密钥并且作为混沌发生器的初始值产生混沌序列,再利用该混沌序列对GA-OFDM-AIM中的子块进行星座点映射和星座旋转,打乱了星座阶数和调制类型的特征,使得窃听者难以破解系统的参数。为验证该算法的有效性和安全性,分析了不同的攻击模型,并比较了加密前后星座的误码性能。安全分析和仿真结果表明,该方案能有效地提高系统的安全性和传输性能。     

一种改善OFDM信号峰平比的新方法

提出了一种基于星座映射选择改善正交频分复用(OFDM)信号峰值平均功率比(PAPR)的方案,并针对这种映射方案提出了一种基于格栅搜索的简化算法。仿真表明,该方法不仅能够有效降低OFDM系统的峰均功率比,并具有较低的复杂度和较好的实用价值。     

基于MP-WFRFT的物理层保密增强安全方案

针对战场无线网络全域开放性、广播特性以及实时移动性等特征带来的通信系统安全隐患,为保障战场网络内消息的安全有效传输,本文通过对物理层信号的安全分析研究,结合变换域通信手段与经典加密方法,在信道共享密钥的基础上提出了一种基于MP-WFRFT的保密增强安全方案。通过建立物理层安全加密模型,给出了信道探测与共享密钥生成方法,在扰乱星座方案加持下利用MP-WFRFT多加密参数的混合载波调制对传输信号星座进行扰乱处理。仿真分析表明,本方案能够提升战场无线网络内信号的星座熵,并且在系统误码率性能上相较以往方案存在大幅度提升,为战场无线网络整体性能提升提供了一种新型方案。      

拉丁阵和幅相变换相结合的物理层加密传输算法

传统无线通信的安全性主要依赖于上层加密机制,无法保证调制方式等物理层信息的安全。针对此问题,本文从物理层信道的本质特性出发,基于混沌理论中的三维洛伦兹映射,提出了一种利用拉丁阵置乱星座点位置信息的物理层加密传输算法。算法充分利用星座调制复数空间特性,能获得比布尔代数域更大的密文和密钥空间,因此可获得更高安全性。从理论分析、NIST(National Institute of Standards and Technology)随机性测试、密钥空间、密钥敏感性、识别调制方式等方面考察了算法的安全性能。理论分析和仿真结果表明,所提算法在保证通信可靠性的前提下,能够有效增强通信的安全性。      

基于星座映射降低OFDM系统峰均功率比的新方法

降低峰均功率比(PAPR)是正交频分复用(OFDM)技术所要解决的关键问题之一,为此,提出了一种新的降低PAPR的方法——星座映射法。在发送端,对经IFFT变换后的超过最大允许范围的数据样值进行软限幅,提高了发射系统的输出功率。在接收端,根据不同调制方式所具有的不同星座分布特性,恢复出被限幅的数据样值,从而减小了由于限幅而造成的信号畸变。理论分析和仿真结果表明,新方法能够有效降低OFDM系统的峰均功率比,同时使系统获得较好的误码性能。     

降低OFDM系统峰均比的改进方法

正交频分复用（OFDM）系统最主要的一个缺点就是峰值平均功率（PAPR）比过高,选择性映射（SLM）虽然能无失真地降低OFDM信号峰均比PAPR,但不能完全避免OFDM系统高峰值的出现。提出一种新的算法,将SLM法与迭代限幅滤波算法结合,通过迭代限幅滤波（RCF）来进一步提高系统的性能。仿真结果表明,该方法可以在不增加系统误码率性能的基础上,在降低OFDM信号峰均比方面,比限幅法、迭代限幅滤波法和SLM法均有很大的提高。     

调频频段数字音频广播系统开发与性能分析

设计一套调频（Frequency Modulated,FM）频段数字音频广播系统,采用调频频段传输并结合低密度奇偶校验（LowDensity Parity-Check,LDPC）编码和多星座映射以提高音质和覆盖范围。系统在物理层采用先进的调频调制技术,支持多星座映射方式,增强了传输灵活性。在性能分析方面,通过强化的编码保护方式确保解码可靠性。综合分析表明,所提出的系统在调频频段表现出卓越性能,为数字音频广播在广播领域的应用提供了有力支持。     

一种降低OFDM系统PAPR的内插子载波选择性映射方案

为了降低OFDM系统的高峰值功率比(PAPR),提出了一种基于DFT扩频内插子载波选择性映射的OFDM传输方案。根据DFT扩频特有的降低PAPR特性,以及子载波映射对PAPR的重要影响,提出一种可选择的映射方式应用到DFT扩频系统中。通过搭建仿真系统得出,基于DFT扩频的选择性映射内插子载波OFDM系统的PAPR比传统OFDM系统的PAPR低0.5~2dB,系统Q值比常规DFT扩频OFDM系统高1,是一种降低OFDM系统PAPR的理想设计方案。     

一种基于物理层加密的OFDM系统设计与实现

在5G无线通信系统中,高效、快速、安全地传输信息对整个通信系统有着重大意义。针对基于计算量的现代密码学系统算法高功耗、高复杂度的特点加之其面临巨大安全挑战的背景,提出并仿真验证了一种基于物理层加密的OFDM通信系统。该系统通过加密调制联合设计,在复数域对调制后的复数信号进行等距变换,以混淆原始信号波形特征,从而达到更高的安全性。理论分析和仿真结果表明,在各种信道中,该系统在保证OFDM系统通信性能的前提下,可以实现低功耗、低复杂度、低时延的物理层加密从而有效地提高系统的安全性能。     

混合ARQ基于OFDM的系统

基于正交频分复用（OFDM）系统提出一种自适应混合自动重传请求（HARQ）方案,它充分利用发送端获得的信道状态信息对每次重传数据符号进行重组并且采用星座重组方案平均调制符号内各比特间的可靠性差异。仿真分析表明,自适应HARQ方案与星座重组方案相结合大大提高了系统通过率。     

基于CI的Turbo编码V-BLAST OFDM系统PAPR降低算法

MIMO-OFDM已成为4G宽带无线通信系统极具前景的备选方案,但与OFDM系统一样,系统仍然存在高峰均比（PAPR）问题。针对Turbo编码V-BLAST OFDM系统,提出了基于载波干涉（CI）技术的降低系统PAPR方案,说明了通过CI技术降低系统峰均比的基本原理。仿真结果表明,该方案不仅有效降低了系统的峰均比,还使得整个系统的BER性能得到进一步提高。     

降低OFDM系统峰均功率比的SLM改进方法

正交频分复用（OFDM）作为一种高速信息传输的技术,具有很好的抗多径干扰能力,高效的频谱利用率,但它的一个主要缺点就是具有很高的峰均功率比（PAPR）。目前有许多方案用来降低OFDM信号的峰均功率比,选择映射（SLM）方法就是其中一种。文章在传统的SLM方法基础上进行改进,提出了一种新的方法,该方法在大幅度降低系统复杂度的同时,也提高了系统的性能。     

一种降低OFDM系统峰均比的新方案

提出了一种降低OFDM系统峰均比(PAPR)的实现方案,该方案利用编码和选择性映射(SLM)方法相结合来降低OFDM系统的PAPR,可以认为是一种改进的SLM算法。给出了具体的编解码方案、边信息的传输方案,他通过将边信息嵌入到传输数据中,随数据码元一起发送,不会造成系统频谱利用率的下降。最后,对PAPR和误码率(BER)性能进行了仿真研究,结果表明改进SLM算法可以有效降低OFDM系统的PAPR,同时在瑞利衰落信道下可以降低系统的误码率。     

OFDM-PON系统中基于混沌映射的密钥保护和PAPR降低的加密算法

针对正交频分复用-无源光网络(OFDM-PON) 传输系统中的数据安全与高峰均功率比(PAPR)问 题,提出一种基于混沌映射的PAPR降低与数据加密算法。该加密算法,首先利用拉格朗日多 项式隐藏混 沌映射初值实现密钥保护;然后,利用混沌映射生成二值序列,通过正向异或与反向异或对 明文进行加密 得到动态密文,以抵抗选择明文攻击;最后,采用混沌加密的恒包络零自相关(CAZAC)矩 阵与OFDM符 号相乘降低PAPR。实验结果表明,该加密算法可实现密钥的隐藏,且生成的动态密文能够有 效抵抗选择明 文攻击。同时,相较于普通的OFDM-PON系统,该算法能够实现~2.4 dB(PAPR=10－3 )的PAPR降低与~1dB(BER=10－3)的接收灵敏度提升,进一步提升了传输性能。     

自由空间光通信中相干OFDM系统性能分析

结合正交频分复用（OFDM）技术和相干探测的优势,研究了相干OFDM自由空间光通信（FSO）系统的误码性能,考虑了OFDM映射方式以及映射阶数对系统误码性能的影响。在Gamma-Gamma大气湍流信道下,分别从平均信噪比和所需平均接受光功率的角度考虑了系统在弱、中和强湍流三种情况下的误码性能。在此基础上,推导了系统误符号率的闭合表达式。仿真结果表明,相干探测下OFDM FSO系统可以较好地克服大气湍流效应,在弱、中湍流情况下,QAM映射方式下系统的误码性能明显优于PSK方式,在强湍流下这种优势不明显,此外随着映射阶数的增加,系统误符号率增加,因此在实际应用中可以通过降低映射阶数来提高系统误码性能。     

基于软限幅法降低峰均比的性能分析

在正交频分复用技术（OFDM）系统接收到的信号较弱的情况下,为了获得较好的系统误码率,OFDM系统峰均功率比的设定值应较小。此时,采用选择性映射和部分传输序列法虽然能够有效地降低OFDM系统的峰均功率比,但是,其效果并不理想,且算法较复杂。为此,提出了软限幅法来降低OFDM系统的峰均功率比。理论分析和仿真结果表明,在峰均功率比取值较小的情况下,采用软限幅法的OFDM系统具有较好地误码率性能,且易于实现。     

一种新的相位序列在选择性映射中的应用

正交频分复用（OFDM）和多载波码分多址（MC-CDMA）被广泛认为是未来4G通信的核心技术。但是,OFDM和MC-CDMA信号的高峰均功率比（PAPR）会引起非线性失真并导致误码率性能恶化,这已成为它们实用化的最大障碍。选择性映射（SLM）是一种能有效地降低系统PAPR方法,其中相位序列的选择直接影响降低PAPR的效果。提出将一种新的伪随机扰码作为选择性映射中的相位序列来降低OFDM和MC-CDMA系统的PAPR,仿真得出这种伪随机扰码序列能有效地降低系统的PAPR,且优于传统Walsh-Hadamard、Golay序列。     

基于选择映射SLM降低OFDM信号峰平比的改进方案

本文针对OFDM系统中高峰均比问题,在基于正交映射降低峰平比的方法上提出了一种改进方案——随机分组正交映射（Random Group Design SLM）,即在SLM前加入了对信号随机分组处理,再选择峰均比最小的一路信号作为输出,本文并对这种方法进行了多种条件下的系统仿真,实验结果表明这种方法在改善OFDM传输信号峰平比上,比SLM方法有明显的改善。