專利名稱：一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和解密方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信的保密和解密方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景現(xiàn)代通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，成了竊密者的理想目標。在通信領(lǐng)域，竊密與 反竊密的斗爭異常激烈。通信竊密技術(shù)在發(fā)展，通信保密技術(shù)也在發(fā)展。造成通信泄密的i要原因是通信保密技術(shù)落后。所謂保密通信，就是為了防止通信技術(shù)被竊取，在通信過程中對秘密信息 及其傳輸方式采取隱蔽的手段，從而達到保密的目的。保密技術(shù)主要分兩個方 面，即信道保密技術(shù)和信息保密技術(shù)。信道保密技術(shù)，就是將信息的傳輸途徑 隱蔽或保護起來，使外人不能從信道上截獲所需要的秘密信息。信息保密技術(shù) 就是對傳輸?shù)男畔⒓右宰兓?、偽裝和隱藏，這樣郎使這種信息被截獲，也無法 得知其真實內(nèi)容。典型的保密通信可分為三個環(huán)節(jié) 一是信源保護，在信息源信息以原始形 式裸露著的時候十分脆弱，容易被盜取，對它的保護稱為信源保護；二是信息 保護，即采奴措施將原始信息經(jīng)過處理并加密，使得它面目全非、不能辨認， 處理和加密后的信號即使被非法的接收者收到，但要拿出信息所表示的原始內(nèi) 容是很難的；三是信號保護，即加密后的信息進入傳輸介質(zhì)的全過程，對這個 環(huán)節(jié)進行保護就是隱藏信號，使對方難以捕捉到，從而失掉解密的可能性。分數(shù)傅立葉變換是一種將時頻域有效整合的新型數(shù)學(xué)工具，四項加權(quán)分數(shù) 傅立葉變換，又是有別于經(jīng)典分數(shù)傅立葉變換的一種更新的數(shù)學(xué)變換方法。目 前，在國內(nèi)外有關(guān)四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的文獻中，未見將其應(yīng)用于通信領(lǐng) 域的任何報道。四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的定義為<formula>formula see original document page 5</formula>其中"。 &為由動態(tài)加密參數(shù)"控制的加權(quán)系數(shù)，具體表達形式為<formula>formula see original document page 6</formula>動態(tài)加密參數(shù)"的取值周期為4，這里設(shè)定"的取值范圍為
或[-2，2]之間的 任何實數(shù)，對于取值范圍之外的實數(shù)，加權(quán)系數(shù)",(/ = 0,1,2,3)將隨著"呈現(xiàn)周期 性變化。當"=0時四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的結(jié)果為/ ，當"-l時四項加權(quán) 分數(shù)傅立葉變換的結(jié)果為F(f)。其中/(0為被變換的函數(shù)，/(-0為/(0以原點為 中心的反轉(zhuǎn)函數(shù)；F(,)為與/(0成傅立葉變換對的函數(shù)，F(xiàn)(-/)為W)以原點為中 心的反轉(zhuǎn)函數(shù)。傅立葉變換采用以下的定義'1發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和解密 方法，以打亂原基帶信號星座分布，使得非通信目的者難于截獲和檢測通信信 號。本發(fā)明的方法通過下述步驟實現(xiàn)在發(fā)射機端，數(shù)據(jù)源經(jīng)過基帶調(diào)制后送 給加密模塊，加密模塊在動態(tài)加密參數(shù)"的控制下對數(shù)據(jù)進行四項加權(quán)分數(shù)傅 立葉變換，經(jīng)過數(shù)字載波調(diào)制后的加密數(shù)據(jù)再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及上變頻后送入信道 傳送；在接收機端，經(jīng)過下變頻和A/D采樣后的數(shù)據(jù)送往解密模塊，在解密模 塊中首先進行數(shù)字載波相千解調(diào)，接著再經(jīng)過動態(tài)解密參數(shù)-"控制的四項加權(quán) 分數(shù)傅立葉變換之后，接收數(shù)據(jù)得到解密，然后進行基帶解調(diào)工作。本發(fā)明的方法，能夠在不占用額外頻譜資源的條件下對數(shù)據(jù)信號進行加密; 其實現(xiàn)的復(fù)雜度與快速傅立葉變換算法相當，占用系統(tǒng)硬件資源較少，易于實 現(xiàn)；加密與解密的核心單元相同，都是四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換模塊，故易于 雙工通信時的復(fù)用；可以根據(jù)實際情況選擇加密參數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)加密，可靠性 高、加密效果好，不易被現(xiàn)有的算法檢測到正在使用的調(diào)制制度，使得非通信 目的者難于截獲和檢測通信信號。


圖1是基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的保密通信裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是 并行處理方式的加密模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是串行處理方式的加密模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖4，并行處理方式的解密模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是串行處理方式的解 密模塊結(jié)構(gòu)"構(gòu)示意圖，圖6是串行處理方式的反轉(zhuǎn)模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是 并行處理方式的反轉(zhuǎn)模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是加密參數(shù)《 = 0.7的BPSK信號經(jīng) 解密后解調(diào)及未解密直接解調(diào)的AWGN信道誤碼特性比較示意圖，圖9是加密 參數(shù)"=0.7的QPSK信號經(jīng)解密后解調(diào)及未解密直接解調(diào)的AWGN信道誤碼特 性比較示意圖，圖10是加密參數(shù)"=0.7的16QAM信號經(jīng)解密后解調(diào)及未解密 直接解調(diào)的AWGN信道誤碼特性比較示意圖，圖11至圖14是BPSK信號加密 前后的星座圖，其中圖11是未經(jīng)加密的BPSK信號星座圖，圖12是BPSK信 號經(jīng)過加密參數(shù)為0.3的加密后的星座圖，圖13是BPSK信號經(jīng)過加密參數(shù)為 0.8的加密j^的星座圖，圖14是BPSK信號經(jīng)過加密參數(shù)為1.3的加密后的星座 圖，圖15至圖18是QPSK信號加密前后的星座圖，其中圖15是未經(jīng)加密的 QPSK信號星座圖，圖16是QPSK信號經(jīng)過加密參數(shù)為0.3的加密后的星座圖， 圖17是QPSK信號經(jīng)過加密參數(shù)為0.8的加密后的星座圖，圖18是QPSK信 號經(jīng)過加密參數(shù)為1.3的加密后的星座圖，圖19至圖22是16QAM信號加密前 后的星座圖，其中圖19是未經(jīng)加密的16QAM信號星座圖，圖20是16QAM信 號經(jīng)過加密參數(shù)為03的加密后的星座圖，圖21是16QAM信號經(jīng)過加密參數(shù) 為0.8的加密后的星座圖，圖22是16QAM信號經(jīng)過加密參數(shù)為1.3的加密后 的星座圖。具體實，方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1具體說明本實施方式。本實施方式通過下 述步驟實現(xiàn)在發(fā)射機端，數(shù)據(jù)源經(jīng)過基帶調(diào)制后送給加密模塊，加密模塊在 動態(tài)加密參數(shù)"的控制下對數(shù)據(jù)進行四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換，經(jīng)過數(shù)字載波 調(diào)制后的加密數(shù)據(jù)再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及上變頻后送入信道傳送；在接收機端，經(jīng)過 下變頻和A/D采樣后的數(shù)據(jù)送往解密模塊，在解密模塊中首先進行數(shù)字載波相 干解調(diào)，接著在經(jīng)過動態(tài)解密參數(shù)-"控制的四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換之后，接 收數(shù)據(jù)得到解密，然后進行基帶解調(diào)工作。加密的具體步驟為 一、數(shù)據(jù)源提供的二進制數(shù)據(jù)經(jīng)過基帶調(diào)制后變?yōu)閺?fù)數(shù) 形式的待加密信號交予加密模塊進行加密，其中基帶調(diào)制方式可以為MPSK、MQAM等數(shù)字調(diào)制方式。二、加密模塊逐幀對數(shù)據(jù)進行加密，幀長為離散傅立 葉變換的長度，通常選取2的整數(shù)次冪，使用者可以根據(jù)實際情況靈活選擇。加 密的核心即對數(shù)據(jù)序列進行加權(quán)求和。四個被加權(quán)的序列依次為輸入的待加密 數(shù)據(jù)序列、待加密數(shù)據(jù)序列經(jīng)過離散傅立葉變換后的序列、待加密數(shù)據(jù)序列經(jīng)過 反轉(zhuǎn)模塊后的序列、待加密數(shù)據(jù)序列依次經(jīng)過離散傅立葉變換和反轉(zhuǎn)模塊后的序 列。使用者動態(tài)選擇加密參數(shù)"，并由系數(shù)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)"。、fl。 "2、 "3對被加權(quán)序列進行加權(quán)求和。三、對加權(quán)后的復(fù)數(shù)序列進行數(shù)字載波調(diào)制后輸 出，即為加密后的信號。解密的具體步驟為 一、經(jīng)過A/D采樣后的數(shù)據(jù)首先進行數(shù)字載波的相干 解調(diào)得到同相分量和正交分量，并以同相分量作為實部、正交分量作為虛部對應(yīng) 相加后進行序列的同步處理，同步輸出序列即為待解密的信息序列。二、對待解 密的復(fù)數(shù)序列做參數(shù)為-"的四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換，具體過程與加密過程相 同。變換后的序列即為解密后的序列，可交由基帶解調(diào)模塊進行下一步的工作。本實施方式的加密模塊和解密模塊均可由DSP、 FPGA或FPGA+DSP實現(xiàn)。本實施方式的加密模塊和解密模塊都可以采用并行或串行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中 并行結(jié)構(gòu)更適合于FPGA，串行結(jié)構(gòu)更適合于DSP;若采用FPGA+DSP或其他 硬件架構(gòu)，則可根據(jù)實際情況適當調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。具體實鞞方式二下面結(jié)合圖2具體說明本實施方式。本實施方式與實施方 式一的不同點是加密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊l、 一號反轉(zhuǎn)模塊2、傅立葉變換 模塊3、系數(shù)產(chǎn)生模塊4、 二號反轉(zhuǎn)模塊5、并串轉(zhuǎn)換模塊7、求和模塊或加法器 6和數(shù)字載波調(diào)制模塊8，串并轉(zhuǎn)換模塊l接收串行數(shù)據(jù)流輸入，串并轉(zhuǎn)換模塊 1的輸出端分別連接一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸入端、傅立葉變換模塊3的輸入端和系 數(shù)產(chǎn)生模塊4的一個輸入端, 一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的另 一個輸入端，傅立葉變換模塊3的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的又一個輸入端和 二號反轉(zhuǎn)模塊5的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊5的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的再一 個輸入端，加密控制參數(shù)《輸入到系數(shù)產(chǎn)生模塊4中以產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)％、 fll、 a、 "3 ，系數(shù)產(chǎn)生模塊4的四個輸出端分別連接求和模塊或加法器6的一個輸入端，求和模塊或加法器6的輸出端連接數(shù)字載波調(diào)制模塊8的輸入端，數(shù)字載波調(diào)制 模塊8的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模塊7的輸入端，并串轉(zhuǎn)換模塊7完成串行數(shù)據(jù)流 輸出。本實施方式是保密通信發(fā)射機加密模塊并行處理方式的結(jié)構(gòu)。加密模塊用來產(chǎn)生基于四項加權(quán)的分數(shù)傅立葉變換信號，其中傅立葉變換模 塊3應(yīng)用離散傅立葉變換的快速算法實現(xiàn)。如圖2和圖3。其中離散傅立葉變換 采用如下定義解密模塊與加密模塊相比，用數(shù)字載波相干解調(diào)模塊替換了加密模塊當中的數(shù) 字載波調(diào)制模塊，并且增加了序列同步模塊用以進行信息序列的同步，其余模 塊均相同。如圖4和圖5。一號反轉(zhuǎn)模塊2和二號反轉(zhuǎn)模塊5用來實現(xiàn)輸入序列的時間反轉(zhuǎn)處理。具 體過程為輸入序列第一個元素位置不變，其他元素按照由后到前的順序重新 排列后作為輸出序列的第二至最后的元素。如圖6和圖7。動態(tài)加密參數(shù)"的選擇原則上為任意實數(shù)，但由于周期性的存在，"通常選 取
或[-2,2]之間的實數(shù)。對于固定的"，理論上只有一個最優(yōu)的準則可以從 加密后的信號恢復(fù)出原始信息信號，即對加密后的信號做參數(shù)為-"的四項加權(quán) 分數(shù)傅立葉變換。如圖8 圖10，未經(jīng)解密的信號無法根據(jù)原基帶調(diào)制方式進 行正確解調(diào)。若對接收信號做參數(shù)為-Z 的四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換，則隨著/ 趨近于"，誤碼率特性也會隨之趨近理論最優(yōu)。由于"選擇的靈活性，使得系統(tǒng) 用戶可以根據(jù)實際情況動態(tài)選擇不同的加密參數(shù)對信號進行加密。輸入加密模塊的基帶數(shù)據(jù)可以是MPSK或MQAM等數(shù)字調(diào)制信號?；鶐?調(diào)制/解調(diào)模塊可以和加密/解密模塊同時集成在一塊DSP或FPGA芯片中實 現(xiàn)。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與實施方 式一的不同點是加密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊l、 一號反轉(zhuǎn)模塊2、傅立葉變換模塊3、系數(shù)產(chǎn)生模塊4、 二號反轉(zhuǎn)模塊5、并串轉(zhuǎn)換模塊7、求和模塊或加法器 6和數(shù)字載波調(diào)制模塊8，串行數(shù)據(jù)流輸入到一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸入端、串并轉(zhuǎn) 換模塊1的輸入端和系數(shù)產(chǎn)生模塊4的一個輸入端，串并轉(zhuǎn)換模塊1的輸出端連 接傅立葉變挺模決3的輸入端， 一號反轉(zhuǎn)?！姥?的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生?！姥? 的另一個輸入端，傅立葉變換模塊3的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模塊7的輸入端，并 串轉(zhuǎn)換模塊7的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的又一個輸入端和二號反轉(zhuǎn)模塊5 的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊5的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的再一個輸入端，加密 控制參數(shù)"輸入到系數(shù)產(chǎn)生模塊4中以產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)"。、",、"2、 "3，系數(shù)產(chǎn)生 模塊4的四個輸出端分別連接求和模塊或加法器6的一個輸入端，求和模塊或加 法器6的輸出端連接數(shù)字載波調(diào)制模塊8的輸入端，數(shù)字載波調(diào)制模塊8的輸出 端完成串行數(shù)據(jù)流輸出。本實施方式是保密通信發(fā)射機加密模塊串行處理方式的 結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
四下面結(jié)合圖4具體說明本實施方式。本實施方式與實施方 式一的不同點是解密模i央包括串并轉(zhuǎn)換模塊l、數(shù)字載波相干解調(diào)模塊18、 一 號反轉(zhuǎn)模塊2、傅立葉變換模塊3、系數(shù)產(chǎn)生模塊4、 二號反轉(zhuǎn)模塊5、并串轉(zhuǎn)換 模塊7和求和模塊或加法器6，串行數(shù)據(jù)流輸入到串并轉(zhuǎn)換模塊l的輸入端，串 并轉(zhuǎn)換模塊1的輸出端連接數(shù)字載波相干解調(diào)模塊18的輸入端，數(shù)字載波相干 解調(diào)模塊18的輸出端連接傅立葉變換模塊3的輸入端、 一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸入 端和系數(shù)產(chǎn)生模塊4的一個輸入端， 一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊 4的另一個輸入端，傅立葉變換模塊3的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的又一個輸 入端和二號反轉(zhuǎn)模塊5的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊5的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4 的再一個輸入端，解密控制參數(shù)-"輸入到系數(shù)產(chǎn)生模塊4中以產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)"。、 "p "2、 "3，系數(shù)產(chǎn)生模塊4的四個輸出端分別連接求和模塊或加法器6的輸入 端，求和模塊或加法器6的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模塊7的輸入端，并串轉(zhuǎn)換模塊 7的輸出端完成串行數(shù)據(jù)流輸出。本實施方式是保密通信發(fā)射機解密模塊并行處 理方式的結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
五下面結(jié)合圖5具體說明本實施方式。本實施方式與實施方 式一的不同點是解密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊l、數(shù)字載波相干解調(diào)模塊18、 一號反轉(zhuǎn)模塊2、傅立葉變換模塊3、系數(shù)產(chǎn)生模塊4、 二號反轉(zhuǎn)模塊5、并串轉(zhuǎn)換 模塊7和求和模塊或加法器6，串行數(shù)據(jù)流輸入到數(shù)字載波相干解調(diào)模塊18的 輸入端，數(shù)字載波相干解調(diào)模塊18的輸出端連接序列同步模塊19的輸入端，序 列同步模塊19的輸出端連接串并轉(zhuǎn)換模塊1的輸入端、 一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸入 端和系數(shù)產(chǎn)生模塊4的一個輸入端， 一號反轉(zhuǎn)模塊2的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊 4的另一個輸入端，串并轉(zhuǎn)換模塊1的輸出端連接傅立葉變換模塊3的輸入端， 傅立葉變換模塊3的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模塊7的輸入端，并串轉(zhuǎn)換模塊7的輸 出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的又一個輸入端和二號反轉(zhuǎn)模塊5的輸入端，二號反轉(zhuǎn) 模塊5的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的再一個輸入端，系數(shù)產(chǎn)生模塊4的四個輸 出端分別連接求和模塊或加法器6的一個輸入端，求和模塊或加法器6的輸出端 完成串行數(shù)據(jù)流輸出。本實施方式是保密通信發(fā)射機解密模塊串行處理方式的結(jié) 構(gòu)。
權(quán)利要求
1、一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和解密方法，其特征在于在發(fā)射機端，數(shù)據(jù)源經(jīng)過基帶調(diào)制后送給加密模塊，加密模塊在動態(tài)加密參數(shù)α的控制下對數(shù)據(jù)進行四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換，經(jīng)過數(shù)字載波調(diào)制后的加密數(shù)據(jù)再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及上變頻后送入信道傳送；在接收機端，經(jīng)過下變頻和A/D采樣后的數(shù)據(jù)送往解密模塊，在解密模塊中首先進行數(shù)字載波相干解調(diào)，接著再經(jīng)過動態(tài)解密參數(shù)-α控制的四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換之后，接收數(shù)據(jù)得到解密，然后進行基帶解調(diào)工作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和 解密方法，其特征在于加密的具體步驟為 一、數(shù)據(jù)源提供的二進制數(shù)據(jù)經(jīng)過基 帶調(diào)制后變?yōu)閺?fù)數(shù)形式的待加密信號交予加密模塊進行加密；二、加密模塊逐幀 對數(shù)據(jù)進行加密，幀長為離散傅立葉變換的長度；加密的核心即對數(shù)據(jù)序列進行 加權(quán)求和，四個被加權(quán)的序列依次為輸入的待加密數(shù)據(jù)序列、待加密數(shù)據(jù)序列 經(jīng)過離散傅立葉變換后的序列、待加密數(shù)據(jù)序列經(jīng)過反轉(zhuǎn)模塊后的序列、待加密 數(shù)據(jù)序列依次經(jīng)過離散傅立葉變換和反轉(zhuǎn)模塊后的序列;使用者動態(tài)選擇加密參 數(shù)《，并由系數(shù)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)fl。、 a、 "2、 ^對被加權(quán)序列進行加權(quán)求 和；三、對加權(quán)后的復(fù)數(shù)序列進行數(shù)字載波調(diào)制后輸出，即為加密后的信號；解 密的具體步驟為 一、經(jīng)過a/d采樣后的數(shù)據(jù)首先進行數(shù)字載波的相干解調(diào)得 到同相分量和正交分量，并以同相分量作為實部、正交分量作為虛部對應(yīng)相加后 進行序列的同步處理，同步輸出序列即為待解密的信息序列；二、對待解密的復(fù) 數(shù)序列做參數(shù)為-"的四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換，變換后的序列即為解密后的序 列。
3、 根據(jù)'權(quán)利要求1所述的一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和 解密方法，其特征在于加密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊(l)、 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)、傅立 葉變換?！姥?3)、系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)、 二號反轉(zhuǎn)模塊(5)、并串轉(zhuǎn)換模塊(7)、求和模 塊或加法器(6)和數(shù)字載波調(diào)制模塊(8)，串并轉(zhuǎn)換模塊(l)接收串行數(shù)據(jù)流輸入， 串并轉(zhuǎn)換模塊(1)的輸出端分別連接一號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸入端、傅立葉變換模塊 (3)的輸入端和系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的一個輸入端， 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的另一個輸入端，傅立葉變換模塊(3)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4) 的又一個輸入端和二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸出端連接 系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的再一個輸入端，加密控制參數(shù)"輸入到系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)中以 產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)"。、"p "2、 "3，系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的四個輸出端分別連接求和模 塊或加法器(6)的一個輸入端，求和模塊或加法器(6)的輸出端連接數(shù)字載波調(diào)制 模塊(8)的輸入端，數(shù)字載波調(diào)制模塊(8)的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸入 端，并串轉(zhuǎn)換模塊(7)完成串行數(shù)據(jù)流輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和 解密方法，其特征在于加密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊(l)、 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)、傅立 葉變換模塊(3)、系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)、 二號反轉(zhuǎn)模塊(5)、并串轉(zhuǎn)換模塊(7)、求和模 塊或加法器(6)和數(shù)字載波調(diào)制?！姥?8)，串行數(shù)據(jù)流輸入到一號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸 入端、串并轉(zhuǎn)換模塊(1)的輸入端和系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的一個輸入端，串并轉(zhuǎn)換模 塊(1)的輸出端連接傅立葉變換模塊(3)的輸入端， 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸出端連接 系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的另一個輸入端，傅立葉變換模塊(3)的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模 塊(7)的輸入端，并串轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的又一個輸入端 和二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4) 的再一個輸入端，加密控制參數(shù)"輸入到系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)中以產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)o。、 A、 "2、 "3，系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的四個輸出端分別連接求和模塊或加法器(6)的一 個輸入端，求和模塊或加法器(6)的輸出端連接數(shù)字載波調(diào)制模塊(8)的輸入端， 數(shù)字載波調(diào)制模塊(8)的輸出端完成串行數(shù)據(jù)流輸出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和 解密方法，其特征在于解密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊(l)、數(shù)字載波相干解調(diào)模塊 (18)、 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)、傅立葉變換模塊(3)、系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)、 二號反轉(zhuǎn)模塊(5) 、并串轉(zhuǎn)換模塊(7)和求和模塊或加法器(6)，串行數(shù)據(jù)流輸入到串并轉(zhuǎn)換模塊 (l)的輸入端'，串并轉(zhuǎn)換模塊(1)的輸出端連接數(shù)字載波相干解調(diào)模塊(18)的輸入 端，數(shù)字載波相干解調(diào)模塊(18)的輸出端連接傅立葉變換模塊(3)的輸入端、一 號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸入端和系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的一個輸入端， 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸 出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的另一個輸入端，傅立葉變換模塊(3)的輸出端連接 系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的又一個輸入端和二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的再一個輸入端，解密控制參數(shù)-"輸入到系數(shù)產(chǎn) 生模塊(4)中以產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)"。、"p 2、 "3 ，系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的四個輸出端分 別連接求和模塊或加法器(6)的輸入端，求和模塊或加法器(6)的輸出端連接并串 轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸入端，并串轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸出端完成串行數(shù)據(jù)流輸出。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和 解密方法，其特征在于解密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊(l)、數(shù)字載波相干解調(diào)模塊(18) 、 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)、傅立葉變換模塊(3)、系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)、 二號反轉(zhuǎn)模塊 (5)、并串轉(zhuǎn)換模塊(7)和求和模塊或加法器(6)，串行數(shù)據(jù)流輸入到數(shù)字載波相干 解調(diào)模塊(18)的輸入端，數(shù)字載波相干解調(diào)模塊(18)的輸出端連接序列同步模塊(19) 的輸入端，序列同步模塊(19)的輸出端連接串并轉(zhuǎn)換模塊(1)的輸入端、 一號 反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸入端和系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的一個輸入端， 一號反轉(zhuǎn)模塊(2)的輸出 端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的另一個輸入端，串并轉(zhuǎn)換模塊(l)的輸出端連接傅立葉 變換?！姥?3)的輸入端，傅立葉變換模塊(3)的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸入 端，并串轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的又一個輸入端和二號反轉(zhuǎn) 模塊(5)的輸入端，二號反轉(zhuǎn)模塊(5)的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的再一個輸入 端，系數(shù)產(chǎn)生模塊(4)的四個輸出端分別連接求和模塊或加法器(6)的一個輸入 端，求和模塊或加法器(6)的輸出端完成串行數(shù)據(jù)流輸出。
全文摘要
一種基于四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換的通信保密和解密方法，本發(fā)明涉及通信的保密和解密方法。它打亂原基帶信號星座分布，使得非通信目的者難于截獲和檢測通信信號。在發(fā)射機端，數(shù)據(jù)源經(jīng)過基帶調(diào)制后送給加密模塊，加密模塊在動態(tài)加密參數(shù)α的控制下對數(shù)據(jù)進行四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換，經(jīng)過數(shù)字載波調(diào)制后的加密數(shù)據(jù)再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及上變頻后送入信道傳送；在接收機端，經(jīng)過下變頻和A/D采樣后的數(shù)據(jù)送往解密模塊，在解密模塊中首先進行數(shù)字載波相干解調(diào)，接著再經(jīng)過動態(tài)解密參數(shù)-α控制的四項加權(quán)分數(shù)傅立葉變換之后，接收數(shù)據(jù)得到解密，然后進行基帶解調(diào)工作。
文檔編號H04L9/18GK101222326SQ20081006387
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者張乃通, 張欽宇, 林 梅, 沙學(xué)軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)