顯改善。
【附圖說明】
[0039] 圖I是頻域混濁認知無線電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖2是頻域多子載波混濁信號產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖3是基于子載波移位的頻域混濁認知無線電系統(tǒng)示意圖。
[0042] 圖4是頻域混濁信號產(chǎn)生器與子載波對應(yīng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖5是子載波移位器的示例圖。
[0044]圖6是系統(tǒng)性能曲線圖。
【具體實施方式】
[0045] 附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附 圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；
[0046] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可W理解 的。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。
[0047] 本發(fā)明是利用子載波移位技術(shù)提高頻域混濁認知無線電系統(tǒng)的安全性。結(jié)合子載 波移位技術(shù)和頻域混濁認知無線電系統(tǒng)，可W得到基于子載波移位的頻域混濁認知無線電 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。與圖1中的頻域混濁認知無線電系統(tǒng)相比，差異之處在于，在圖3的 系統(tǒng)中，提出了子載波動態(tài)移位模塊，即圖中的"子載波對應(yīng)模塊"，實現(xiàn)子載波-混濁序列 對的動態(tài)改變，提高信息傳輸?shù)陌踩浴?br>[0048] 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0049]如圖3,在發(fā)送端，由頻域混濁信號產(chǎn)生器生成基于頻域的混濁信號c(t)，子載波 對應(yīng)模塊實現(xiàn)了混濁序列C(k)跟子載波對應(yīng)關(guān)系動態(tài)改變。數(shù)據(jù)信息經(jīng)過BPSK調(diào)制得到 b(t)，Mt)被c(t)調(diào)制，然后被載波調(diào)制發(fā)送到可用頻帶的無線信道。在接收端，在載波 相干解調(diào)后，W與發(fā)送端相同的過程生成混濁信號C(t)，混濁信號在同步之后對接收信號 Ht)進行解調(diào)得到d(t)，然后對d(t)進行過零判決得到b(i)，成功接收到所發(fā)送的信息。
[0050] 頻域混濁信號產(chǎn)生器與子載波對應(yīng)模塊
[0051] 圖4是頻域混濁信號產(chǎn)生器與子載波對應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖，與動態(tài)移位的子載波相 對應(yīng)的混濁序列C(k)是由公式（1)對應(yīng)的混濁序列產(chǎn)生器產(chǎn)生的。
[0052] C(k) = 4C(k-l)-4C2化-l)k= 1，2,…，C(k)G(0, 1) (I)
[0053] 與圖2中固定的混濁序列與子載波對應(yīng)關(guān)系不同，圖4中的子載波移位器對混濁 序列C(k)跟子載波進行動態(tài)配對并進行調(diào)制，運個配對關(guān)系由子載波移位器和頻帶映射 圖共同決定。其中，頻譜映射圖是認知無線電系統(tǒng)感知周圍頻譜狀況得到的頻譜使用情況 得到的：
[0054] (0,如果第A個子載波占用 ^ =Il,如果第A個子載波空閑
[0055]在得到頻譜信息后，根據(jù)頻帶映射圖對空閑子載波W周期Tss進行動態(tài)移位，移位 規(guī)則可表示為一個移位矩陣。義Vf是一個的矩陣，其中，Nwe為認知無線電系 統(tǒng)偵測到的可使用子載波數(shù)目，該矩陣由一個維度為rvx1的混濁序列CmGO決定，隨著 CmGO的動態(tài)迭代，矩陣隨之動態(tài)改變。在實際通信過程中，攻擊者為了找到正確混濁 序列和子載波的對應(yīng)關(guān)系，需要嘗試所有的可能，運個復(fù)雜度為0(rv!)。圖5為子 載波移位器的一個示例。
[0056] 子載波移位器
[0057] ^心、f是一個變換陣，因此％成^的每一行和每一列均只有一個非零元素"1"。通 過對混濁序列CmGO的從小到大排序，可W得到排序好的混濁序列CMSMt化)，由CmGO和 CMSwt似可W生成心,Vw，同時心.Vw是一個能夠?qū)m似變換為CMSMtGO的矩陣，變換表達式 為：
[0058] (;,,、,"',(/()-A/、（'，,（〇 (?)
[00則由（3)可得：
[0060] M、，=/、'((',",,"a')[C'"(/:)]I) (4；
.函數(shù)fs('）的定義為： 0)
[0063] 上述\i矩陣B的第i行第j列的元素，AA表示隨意一個矩陣，此處用于說明 fs( ?)的定義，Ai,i表示矩陣A的第i行第j列的元素；
[0064] 在圖 5 中，Nnc=4,Cm=[0. 10, 0.98,-0.92,-0.69]T，將Cm從小到大排列，可W得 到CMSMt=[-0. 92, -0. 69, 0. 10, 0. 98]T，其中（，）T表示矩陣的轉(zhuǎn)置。結(jié)合（4)和巧），可W 生成移位矩陣M4:
側(cè)
[006引然后使用Ma對混濁序列C(k)進行移位。在本實施例中C=[C1，C2,C3,C4]t，可W得到：
[0067] Cs.!=M4C=[c3,c4,cl,c2]" (7)
[0068] 由于CmGO能夠由【具體實施方式】公式（I)動態(tài)迭代，每隔一定時間就改變一次， 也隨之動態(tài)變化，使得攻擊者難W獲得子載波移位規(guī)律，顯著增強了傳輸數(shù)據(jù)的安全 性。
[0069] 經(jīng)過了子載波移位器后，對混濁序列進行(FDM子載波調(diào)制。在添加循環(huán)前綴，串 /并轉(zhuǎn)換和經(jīng)過低通濾波器后將會產(chǎn)生混濁信號C(t)。
(8)
[0071] 其中N表示總的混濁序列長度，C(k)表示第k項由混濁序列產(chǎn)生器產(chǎn)生的混濁序 列；kAf表示第k個子載波，其中
，Ts為OFDM的符號周期；P(t)是寬度為一個符號 周期的單位高度矩形波。
[0072] 頻域混濁認知無線電系統(tǒng)收發(fā)器
[0073] 在基于子載波移位的頻域混濁認知無線電系統(tǒng)當(dāng)中，使用BPSK對輸入系統(tǒng)的二 進制比特Mt)進行調(diào)制，并且與(FDM調(diào)制的混濁信號c(t)相乘得到s(t)，s(t)可表示 為：
[0074] S(I) ^h(I)Cin[1 m
[007引在經(jīng)過載波COS(2JT材）的調(diào)制之后，信號被發(fā)送到AWGN(Additive怖ite GaussianNoise)信道。
[0076] 在接收端，接收到t時刻的信號表達式：
[0077] r(t) =s(t)+n(t) (10)
[0078] 其中，n(t)是均值為0,方差為
噪聲信號。在接收端W相同流程生成 c(t)，r(t)進行解調(diào)后得到(1似：
[0079] d(t) = ;r(1:)c*(t) =b(t)IcW|*+n(t)c*(1:) (11)
[0080]然后對d(t)進行過零判決得到信息比特的估計值如)，完成通信過程。
[008。 性能分析
[0082] 由前文可W知道，動態(tài)改變混濁序列和子載波的對應(yīng)關(guān)系除了如圖5中對子載波 進行移位，還可W通過對混濁序列C(k)進行移位來實現(xiàn)。為了方便數(shù)學(xué)表達，采取對混濁 序列進行移位。在圖4中，假設(shè)幻扔=防;，馬，可得到：
[008引C、(、k)=M、C{k)(12)
[0084]由圖 4 和圖 5,Cs(t)是由Cs似經(jīng)過IFFT(InverseFast!^urierTransform)過 程得到的，因此
(13)
[0086]其中是能量歸一化因子，是維度為的離散傅里葉變換矩陣 值FT)。
(15)
[0089] 假設(shè)混濁序列能夠完全實現(xiàn)同步，每個混濁比特的能量表示為Eb，那么接收到的 每比特的信噪比（Si即al-to-NoiseRatio,SNR)為
，'其中Eb可W通過W下表達式得 到：
[0091]其中（?）H是埃爾米特轉(zhuǎn)置化ermitianTranspose)，是發(fā)送端的移位矩陣， X是接收端的移位矩陣。由式（14)可得：
[009引 NW'?(0 二的、r=Eh、cO7)
[0093] 其中是維度為PV的單位陣。基于式（17)，可朗尋式（16)化簡為：
[0094] 馬_ = 日C好WM心化解)日 y8)
[0095] 其中E( ?)是數(shù)學(xué)期望算子。結(jié)合式（18)和BPSK系統(tǒng)的條件誤比特率度itError Rate,邸R)公式，假設(shè)二進制數(shù)據(jù)是均勻分布，可W得到基于子載波移位的頻域混濁認知無 線電系統(tǒng)在AWGN信道的邸R表達式：
[0097]其中Q(?)是高斯Q函數(shù)
6由于合法用戶擁有移位矩陣心v、t. 的信息，所W在合法用戶接收端，式（19)中X= M心Mvw=馬、C，可W得