一种基于酉矩阵变换的低峰均比正交时频空安全传输方法

来源：电子与信息学报杂志2023年第7期北京时间：

作者：鲁信金, 雷菁, 李为, 赖雄坤, 邓喆

单位：1.国防科技大学电子科学学院 长沙 4100002.中国人民解放军31648部队 南宁 530021

摘要：为了降低正交时频空(OTFS)系统峰均比(PAPR)并且提升系统安全性，该文设计了一种基于酉矩阵变换的低峰均功率比OTFS安全传输方法。在该方法中，通过无线信道的时延多普勒(DD)域产生初始密钥，并将其作为混沌系统初始值进一步产生混沌序列。利用混沌序列进行酉矩阵设计，使得经过酉矩阵变换后的符号完全被混淆，具有类噪声的随机特性。此外通过索引控制酉矩阵选择，发射端将不同酉矩阵变换得到的OTFS时域信号进行排序并选择PAPR最低的信号进行发送。合法接收方获得索引值后可以正确解密和解调，而窃听者即使获得索引值信息，由于其没有相应的加密酉矩阵，为此无法正确解密。理论分析和仿真结果表明，所提方法在保证系统可靠性的前提下有效降低OTFS系统的PAPR。此外经过酉矩阵变换后的星座图呈现球状混乱，这使得调制方式和信息得以隐蔽，增大了窃听者的解密难度，系统的安全性得到保证。

关键词：安全传输, 正交时频空, 峰均功率比, 酉矩阵变换, 无线密钥

基金资助：国家自然科学基金(6217072012, 6217010609)