【技术实现步骤摘要】
一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法
[0001]本专利技术属于无线通信的物理层安全传输
，具体涉及一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法。
技术介绍
[0002]物理层安全传输方法在信息安全的相关研究中扮演着越来越重要的角色。与基于密码学理论体系的加密研究不同，物理层安全传输方法是利用无线信道的固有属性来保证信息安全传输。近年来，方向调制(Directional Modulation，DM)作为一种新型物理层安全技术受到了广泛关注。方向调制可以定向地向合法方位发送保密信息，而其他方位的接收信号发生幅度与相位上严重的畸变，使窃听者难以获取有用信息，从而保证信息传输的安全性。
[0003]现有研究主要集中于二维平面区域的通信安全方面，事实上，三维空间物理层安全传输的研究也是十分必要的，但是现有方向调制方法并未考虑到三维空间信息传输的物理层通信安全性问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为解决现有方向调制方法并未考虑三维空间信息传输的物理层安全性的问题，而提出的一种频率相位协...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、设计垂直阵列发射天线结构，并对垂直阵列中的每个阵元进行标号；再根据阵元标号结果设置各阵元发射信号的载波频率；步骤二、计算垂直阵列的归一化导向矢量；步骤三、对待发送信号进行基带调制和上变频处理后，再基于步骤二中得到的归一化导向矢量对上变频处理后的信号进行三维增强型方向调制，得到发射信号s＝[s
y(N
‑
1)
(t),...,s
y1
(t),s0(t),s
x1
(t),...,s
x(N
‑
1)
(t)]；步骤四、将发射信号s通过垂直阵列发射天线结构发射至信道，位于远场(x,y,z)处的接收机从信道中接收到的信号为r(x,y,z,t)；步骤五、对接收到的信号r(x,y,z,t)进行下变频，获得下变频后的信号r
′
(x,y,z,t)，再对下变频后的信号r
′
(x,y,z,t)进行解调，获得解调后的信号。2.根据权利要求1所述的一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法，其特征在于，所述垂直阵列发射天线结构由原点阵元、N
‑
1个沿x轴均匀线性排列的阵元以及N
‑
1个沿y轴均匀线性排列的阵元组成，且相邻阵元的间距均为d。3.根据权利要求2所述的一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法，其特征在于，所述对垂直阵列中的每个阵元进行标号，其具体为：将原点阵元作为参考阵元，将所述参考阵元作为x阵列的0号阵元和y阵列的0号阵元，再对沿x轴均匀线性排列的其它各阵元依次标号，即将沿x轴均匀线性排列的其它各阵元分别标号为x阵列的n号阵元，n＝1,2,...,N
‑
1，对沿y轴均匀线性排列的其它各阵元依次标号，将沿y轴均匀线性排列的其它各阵元分别标号为y阵列的n号阵元。4.根据权利要求3所述的一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法，其特征在于，所述根据阵元标号结果设置各阵元发射信号的载波频率，其具体为：设置参考阵元发射信号的载波频率为f0，x阵列的n号阵元发射信号的载波频率与y阵列的n号阵元发射信号的载波频率相同；x阵列的n号阵元发射两个不同频率的载波信号，分别记为载波信号A和载波信号B，其中，载波信号A的载波频率为f0，载波信号B的载波频率为f
n
＝f0+nΔf，Δf为频率增量。5.根据权利要求4所述的一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法，其特征在于，所述频率增量Δf＝c/R1，c表示光速，R1表示合法接收机与参考阵元的距离。6.根据权利要求5所述的一种频率相位协同三维空间物理层安全传输方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为：将接收机在空间三维直角坐标系中的位置坐标表示为(x,y,z)，则接收机与参考阵元之间的距离为则接收机处垂直阵列的归一化导向矢量为h(x,y,z,t)：则接收机处...
【专利技术属性】
技术研发人员：沙学军，殷雪琦，房宵杰，吴玮，李卓明，宋鸽，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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