CN109905370B - 一种物理层安全调制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种物理层安全调制方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：获取待发送的目标信息；将目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各目标调制信息得到目标信息。本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。

Description

一种物理层安全调制方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种物理层安全调制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

通信的目的，是为了安全快速地将信息从发送端经过信道传输到接收端。由于信道的限制，信息必须经过调制到一定频段才能进行传输，因此合适的调制方式成为影响通信质量的重要因素。

由于开放的无线介质，安全性是无线网络中的重要问题。为了提高信息发送过程的安全性，现有技术中通常在较高网络层，将信息发送端的发送信息通过加密算法加密，发送给信息接收端，实现防止窃听者的信息窃听。

然而，发明人发现现有技术中采用加密算法的方式中，由于加密技术依赖于秘钥长度和算法复杂度，增加秘钥长度和算法复杂度的话，系统开销就会很高。因此，如何提高信息通信过程中信息的安全性仍然是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种物理层安全调制方法、装置、电子设备及存储介质，本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例公开了一种物理层安全调制方法，所述方法包括：

获取待发送的目标信息；

将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；

针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；

针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；

针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息。

可选地，所述将所述目标信息分解为两路正交的调制信息，包括：

将所述目标信息经过串并变换，分解为两路正交的调制信息。

可选地，所述两路正交的调制信息包括第一调制信息及第二调制信息；所述方法还包括：

通过第一预设公式，分别确定发送所述第一调制信息的各预设信道的调整参数；其中，所述第一预设公式为：

其中，τ_B1,m＝α_m；

所述α_m以及所述β_m为预设信道m对所述第一调制信息的调整参数；所述τ_B1,m表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_m表示对应于预设信道m的发射功率；所述I(t)为发射器在t时刻发送的所述第一调制信息；所述m表示发送所述第一调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的载波频率；

通过第二预设公式，分别确定发送所述第二调制信息的各预设信道的调整参数；其中，所述第二预设公式为：

其中，τ_B2,n＝γ_n；

所述γ_n以及所述η_n为预设信道n对所述第二调制信息的调整参数；所述τ_B2,n表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_n表示对应于预设信道n的发射功率；所述Q(t)为发射器在t时刻发送的所述第二调制信息；所述n表示发送所述第二调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道n发送所述第二调制信息的时间。

可选地，在所述针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道之前，所述方法还包括：

通过根升余弦滤波器分别对每路调制信息进行滤波处理。

第二方面，本发明实施例公开了一种物理层安全调制装置，所述装置包括：

目标信息获取模块，用于获取待发送的目标信息；

目标信息分解模块，用于将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；

预设信道确定模块，用于针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；

目标调制信息确定模块，用于针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；

目标调制信息发送模块，用于针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息。

可选地，所述目标信息分解模块，具体用于将所述目标信息经过串并变换，分解为两路正交的调制信息。

可选地，所述两路正交的调制信息包括第一调制信息及第二调制信息；所述装置还包括：

第一调整参数确定模块，用于通过第一预设公式，分别确定发送所述第一调制信息的各预设信道的调整参数；其中，所述第一预设公式为：

其中，τ_B1,m＝α_m；

所述α_m以及所述β_m为预设信道m对所述第一调制信息的调整参数；所述τ_B1,m表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_m表示对应于预设信道m的发射功率；所述I(t)为发送器在t时刻发送的所述第一调制信息；所述m表示发送所述第一调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的载波频率；

第二调整参数确定模块，用于通过第二预设公式，分别确定发送所述第二调制信息的各预设信道的调整参数；其中，所述第二预设公式为：

其中，τ_B2,n＝γ_n；

所述γ_n以及所述η_n为预设信道n对所述第二调制信息的调整参数；所述τ_B2,n表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_n表示对应于预设信道n的发射功率；所述Q(t)为发射器在t时刻发送的所述第二调制信息；所述n表示发送所述第二调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道n发送所述第二调制信息的时间。

可选地，所述装置还包括：

滤波处理模块，用于通过根升余弦滤波器分别对每路调制信息进行滤波处理。

第三方面，本发明实施例公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述物理层安全调制方法的任一所述的方法步骤。

又一方面，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述物理层安全调制方法的任一所述的方法步骤。

又一方面，本发明实施例公开了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述物理层安全调制方法的任一所述的方法步骤。

在本发明实施例提供的一种物理层安全调制方法、装置、电子设备及存储介质中，首先获取待发送的目标信息；将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息。本发明实施例基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加窃听难度，其中若窃听者接收到其中一路信息，信息不全；若窃听者能接收到两路信息，但接收的信息不能正交叠加，从而不能正确解调。本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种物理层安全调制方法流程图；

图2为本发明实施例的一种物理层安全调制方法传输的调制框图；

图3(a)为本发明实施例的信息接收端采用QPSK解调得到的目标信息星座图；

图3(b)为本发明实施例的信息接收端采用16QAM解调得到的目标信息星座图；

图4为本发明实施例的一种物理层安全调制方法传输的调制框图；

图5(a)为本发明实施例的信息接收端采用QPSK解调得到的目标信息星座图；

图5(b)为本发明实施例的信息接收端采用16QAM解调得到的目标信息星座图；

图6为本发明实施例的一种物理层安全调制装置结构示意图；

图7为本发明实施例的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一方面，本发明实施例公开了一种物理层安全调制方法，如图1所示。图1为本发明实施例的一种物理层安全调制方法流程图，上述方法包括：

S101，获取待发送的目标信息。

本发明实施例应用在信息发送端的物理层。本步骤中获取发送给合法信息接收端的目标信息。

S102，将上述目标信息分解为两路正交的调制信息。

信息发送端的处理中心将目标信息经串并变换，分为两路正交的调制信息。

可选地，上述将上述目标信息分解为两路正交的调制信息，包括：

将上述目标信息经过串并变换，分解为两路正交的调制信息。

为了防止窃听者窃听，本发明实施例中将目标信息分解为两路正交的调制信息。例如，采用MPSK(multiple phase shift keying，多进制数字相位调制)或MQAM(MultipleQuadrature Amplitude Modulation，多进制正交幅度调制)对目标信息进行正交调制，其中MPSK可将目标信息分解为两路正交的BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)符号；MQAM调制方式可将目标信息分解为两路正交的

(Ask modulation)符号。

例如，图2所示的本发明实施例的一种物理层安全调制方法传输结构图。获取待发送的目标信息{a_n}，将该目标信息{a_n}经过串并变换，分解为两路正交的调制信息{a_2n}和{a_2n-1}。其中采用QPSK或16QAM解调方式。

S103，针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道。

本发明实施例中，通过多个不同地理位置的发射器发送该两路调制信息。本步骤中即为确定发送每路调制信息的多个发射器，进而确定每个发射器到合法信息接收端的信道。

每个发射器经过各自的预设信道分别发送两路信号至接收端，每路使用BPSK或4ASK调制方式进行调制，载波相同相位正交，进而分别发送{a_2n}和{a_2n-1}。例如图2中所示的I路和Q路，其中，可通过I路发送其中调制信息{a_2n}；通过Q路另一路调制信息{a_2n-1}。

其中，未经过I路各调整参数调整的其中一路调制信息可表示为：

P_m表示对应于预设信道m的发射功率；上述I(t)为发射器在t时刻发送的第一调制信息；上述m表示发送上述第一调制信息的任一预设信道；上述t表示通过预设信道m发送上述第一调制信息的时间；上述τ_B1,m表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；ω_c表示通过预设信道m发送第一调制信息的载波频率；上述

表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量。

其中，未经过Q路各调整参数调整的另一路调制信息可表示为：

P_n表示对应于预设信道n的发射功率；上述Q(t)为发射器在t时刻发送的第二调制目标信息；上述n表示发送上述第二调制信息的任一预设信道；上述t表示通过预设信道n发送上述第二调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送第二调制信息的载波频率；上述τ_B2,n表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；上述

表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量。

可选地，在S103上述针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道之前，上述方法还包括：

通过根升余弦滤波器分别对每路调制信息进行滤波处理。

例如图2中所示的根升余弦滤波器

通过该

分别对每路调制信息进行滤波处理。

S104，针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的。

本发明实施例中为了提高预设信道的信息传输效率，可获得每个发射器与合法信息接收端之间的信道信息，根据该信道信息中发送信息到合法信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的调整参数，对发送信息进行调整，得到该预设信道的目标调制信息，使得在合法信息接收端接收到没有时延及相位偏移的目标调制信息。例如图2中所示的发送调制信息{a_2n}的M个预设信道对应的调整参数w_BI；发送调制信息{a_2n-1}的N个预设信道对应的调整参数w_BQ。

可选地，上述两路正交的调制信息包括第一调制信息及第二调制信息；上述方法还包括：

通过第一预设公式，分别确定发送上述第一调制信息的各预设信道的调整参数；其中，上述第一预设公式为：

其中，τ_B1,m＝α_m；

上述α_m以及上述β_m为预设信道m对上述第一调制信息的调整参数；上述τ_B1,m表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；上述

表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_m表示对应于预设信道m的发射功率；上述I(t)为发射器在t时刻所发送的第一调制目标信息；上述m表示发送上述第一调制信息的任一预设信道；上述t表示通过预设信道m发送上述第一调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的载波频率。

通过第二预设公式，分别确定发送上述第二调制信息的各预设信道的调整参数；其中，上述第二预设公式为：

其中，τ_B2,n＝γ_n；

上述γ_n以及上述η_n为预设信道n对上述第二调制信息的调整参数；上述τ_B2,n表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；上述

表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_n表示对应于预设信道n的发射功率；上述Q(t)为发射器在t时刻发送的第二调制目标信息；上述n表示发送上述第二调制信息的任一预设信道；上述t表示通过预设信道n发送上述第二调制信息的时间。

S105，针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各上述目标调制信息得到上述目标信息。

例如2中所示的，通过信道I1到IM发送其中一路调制信息调制后的各目标调制信息；通过信道Q1到QN发送另一路调制信息调制后的各目标调制信息。使得信息接收端接收到M路及N路叠加的各目标调制信息。再根据载波信息以及相应的解调方式进行解调，从而获取目标信息。其中，图2中的n(t)为信息接收端的热噪声。

例如，目标信息接收端为B，则B接收到的目标调制信息为：

其中，h_B1,m表示目标信息接收端为B的I路预设信道中任一预设信道；h_B2,n表示目标信息接收端为B的Q路预设信道中任一预设信道。

其他非目标信息接收端E接收到的信息为：

其中，h_E1,m表示非目标信息接收端E的I路预设信道中任一预设信道；τ_EI,m表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到E端产生的时延；

表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到E端产生的相位偏移量；h_E2,n表示非目标信息接收端E的Q路预设信道中任一预设信道；τ_EQ,n表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到E端产生的时延；

表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到E端的相位偏移量；

其中,τ_EI,m＝τ_E1,m-α_m；

τ_EQ,n＝τ_E2,n-γ_n；

下角标为E1和E2的部分为I路和Q路传输信道产生的时延以及相位偏移，但由于发送者在发送端只进行了针对目标信息接收端B的时延及相位调整，即α_m、β_m、γ_n、η_n，这部分也算作窃听端E的时延和相位偏移，但并不是由信道产生的，因此对于窃听端E来说，总的时延和相位偏移量是下角标为EI和EQ的部分。

从上述公式可知，窃听者接收到两路不正交信号的叠加信号。则目标信息接收端B利用QPSK或16QAM解调方式，对接收到的目标调制信息进行解调，可得到正确的目标信息。窃听者利用QPSK或16QAM解调方式无法正确解调出目标信息。例如图3(a)所示的本发明实施例的信息接收端采用QPSK解调得到的目标信息星座图；其中，空心圆为目标信息接收端B的星座图；实心点为窃听者E的星座图。图3(b)所示的本发明实施例的信息接收端采用16QAM解调得到的目标信息星座图。其中，空心圆为目标信息接收端B的星座图；实心点为窃听者E的星座图。

在本发明实施例提供的一种物理层安全调制方法中，首先获取待发送的目标信息；将上述目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各上述目标调制信息得到上述目标信息。本发明实施例基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加窃听难度，其中若窃听者接收到其中一路信息，信息不全；若窃听者能接收到两路信息，但接收的信息不能正交叠加，从而不能正确解调。本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。

为了更好地说明本发明的一种物理层安全调制方法的性能，可有图4所示的本发明实施例的一种物理层安全调制方法传输结构图。

如图4所示，其中，τ_I,m,τ_Q,n,

分别为对于窃听者E来说，I、Q路第m、n条信道总的时延和相位偏移，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N。

假设窃听端获取到了I路及Q路所有信道的发送信息，并知道I路中每一路的调整参数，以及Q路中每一路的调整参数，以下可以发送第一调制信息的I路的M个预设信道生成的各目标调制信息的叠加信息为例，说明窃听端的解调过程：

在接收的各目标调制信息的叠加信息上乘上调整过的载波，以I路信道中第一预设信道的解调为例：

对此信息进行时延调整：

调整后的I路所有支路叠加：

可见，即使窃听端E能够在解调时利用信道信息进行调整，但由于仍有部分可以看做噪声的低频信号残留，并不能得到目标信息。例如图5(a)所示的本发明实施例的信息接收端采用QPSK解调得到的目标信息星座图；其中，空心圆为目标信息接收端B的星座图；实心点为窃听者E的星座图。图5(b)所示的本发明实施例的信息接收端采用16QAM解调得到的目标信息星座图。其中，空心圆为目标信息接收端B的星座图；实心点为窃听者E的星座图。

可见，本发明实施的一种物理层安全调制方法，基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加了窃听难度：当窃听者接收到其中的一路信息时，信息不全不能得到发送端完整发送的目标信息；当窃听者接收到两路信息，接收到的两路信息不能正交叠加，从而不能正确解调。可见，通过本发明实施例物理层安全调制方法，不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，具有更好的抗截获性能。

第二方面，本发明实施例公开了一种物理层安全调制装置，如图6所示。图6为本发明实施例的一种物理层安全调制装置结构示意图，上述装置包括：

目标信息获取模块601，用于获取待发送的目标信息；

目标信息分解模块602，用于将上述目标信息分解为两路正交的调制信息；

预设信道确定模块603，用于针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；

目标调制信息确定模块604，用于针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；

目标调制信息发送模块605，用于针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各上述目标调制信息得到上述目标信息。

在本发明实施例提供的一种物理层安全调制装置中，首先获取待发送的目标信息；将上述目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各上述目标调制信息得到上述目标信息。本发明实施例基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加窃听难度，其中若窃听者接收到其中一路信息，信息不全；若窃听者能接收到两路信息，但接收的信息不能正交叠加，从而不能正确解调。本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。

可选地，在本发明物理层安全调制装置的一种实施例中，上述目标信息分解模块602，具体用于将上述目标信息经过串并变换，分解为两路正交的调制信息。

可选地，在本发明物理层安全调制装置的一种实施例中，上述两路正交的调制信息包括第一调制信息及第二调制信息；上述装置还包括：

第一调整参数确定模块，用于上述两路正交的调制信息包括第一调制信息及第二调制信息；上述方法还包括：

通过第一预设公式，分别确定发送上述第一调制信息的各预设信道的调整参数；其中，上述第一预设公式为：

其中，τ_B1,m＝α_m；

上述α_m以及上述β_m为预设信道m对上述第一调制信息的调整参数；上述τ_B1,m表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；上述

表示通过预设信道m发送上述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_m表示对应于预设信道m的发射功率；上述I(t)为发送器在t时刻发送的第一调制信息；上述m表示发送上述第一调制信息的任一预设信道；上述t表示通过预设信道m发送上述第一调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送所述调制信息的载波频率；

第二调整参数确定模块，用于通过第二预设公式，分别确定发送上述第二调制信息的各预设信道的调整参数；其中，上述第二预设公式为：

其中，τ_B2,n＝γ_n；

上述γ_n以及上述η_n为预设信道n对上述第二调制信息的调整参数；上述τ_B2,n表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；上述

表示通过预设信道n发送上述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_n表示对应于预设信道n的发射功率；上述Q(t)为发射器在t时刻所发送的第二调制信息；上述n表示发送上述第二调制信息的任一预设信道；上述t表示通过预设信道n发送上述第二调制信息的时间。

可选地，在本发明物理层安全调制装置的一种实施例中，上述装置还包括：

滤波处理模块，用于通过根升余弦滤波器分别对每路调制信息进行滤波处理。

第三方面，本发明实施例公开了一种电子设备，如图7所示。图7为本发明实施例的一种电子设备结构示意图，包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，上述处理器701、上述通信接口702、上述存储器703通过上述通信总线704完成相互间的通信；

上述存储器703，用于存放计算机程序；

上述处理器701，用于执行上述存储器上所存放的程序时，实现以下方法步骤：

获取待发送的目标信息；

将上述目标信息分解为两路正交的调制信息；

针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；

针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；

针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各上述目标调制信息得到上述目标信息。

上述电子设备提到的通信总线704可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线704可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口702用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器703可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器703还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。

上述的处理器701可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明实施例提供的一种电子设备中，首先获取待发送的目标信息；将上述目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各上述目标调制信息得到上述目标信息。本发明实施例基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加窃听难度，其中若窃听者接收到其中一路信息，信息不全；若窃听者能接收到两路信息，但接收的信息不能正交叠加，从而不能正确解调。进而本发明实施例的基于分布式网络的发送方式，不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，具有更好的抗截获性能。

又一方面，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述物理层安全调制方法的任一所述的方法步骤。

在本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质中，首先获取待发送的目标信息；将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息。本发明实施例基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加窃听难度，其中若窃听者接收到其中一路信息，信息不全；若窃听者能接收到两路信息，但接收的信息不能正交叠加，从而不能正确解调。本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。

又一方面，本发明实施例公开了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述物理层安全调制方法的任一所述的方法步骤。

在本发明实施例提供的一种包含指令的计算机程序产品中，首先获取待发送的目标信息；将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；其中，任一预设信道的调整参数是根据该预设信道发送信息到信息接收端产生的时延及相位偏移量确定的；针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息。本发明实施例基于分布式网络的发送方式，将原始信息分两路发送，增加窃听难度，其中若窃听者接收到其中一路信息，信息不全；若窃听者能接收到两路信息，但接收的信息不能正交叠加，从而不能正确解调。本发明基于物理层安全通信，在信息发送过程中不依赖于秘钥和算法，而相当于直接切断窃听者的信号源，使得本发明的通信方式具有更好的抗截获性能。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种物理层安全调制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待发送的目标信息；

将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；

针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；

针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；

针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息；

所述两路正交的调制信息包括第一路的第一调制信息及第二路的第二调制信息；

在所述针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息的步骤之前，包括：

通过第一预设公式，分别确定发送所述第一调制信息的各预设信道的调整参数；

通过第二预设公式，分别确定发送所述第二调制信息的各预设信道的调整参数；

相应的，所述针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息，包括：

针对所述第一路的第一调制信息，分别通过所述第一调制信息的各预设信道的调整参数，对所述第一调制信息进行调整，得到第一调制信息调制后的对应于各预设信道的目标调制信息；

针对所述第二路的第二调制信息，分别通过所述第二调制信息的各预设信道的调整参数，对所述第二调制信息进行调整，得到第二调制信息调制后的对应于各预设信道的目标调制信息；

其中，所述第一预设公式为：

其中，τ_B1,m＝α_m；

所述α_m以及所述β_m为预设信道m对所述第一调制信息的调整参数；所述τ_B1,m表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_m表示对应于预设信道m的发射功率；所述I(t)为发射器在t时刻发送的所述第一调制信息；所述m表示发送所述第一调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的载波频率；

所述第二预设公式为：

其中，τ_B2,n＝γ_n；

所述γ_n以及所述η_n为预设信道n对所述第二调制信息的调整参数；所述τ_B2,n表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_n表示对应于预设信道n的发射功率；所述Q(t)为发射器在t时刻发送的所述第二调制信息；所述n表示发送所述第二调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道n发送所述第二调制信息的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标信息分解为两路正交的调制信息，包括：

将所述目标信息经过串并变换，分解为两路正交的调制信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道之前，所述方法还包括：

通过根升余弦滤波器分别对每路调制信息进行滤波处理。

4.一种物理层安全调制装置，其特征在于，所述装置包括：

目标信息获取模块，用于获取待发送的目标信息；

目标信息分解模块，用于将所述目标信息分解为两路正交的调制信息；

预设信道确定模块，用于针对每路调制信息，确定发送该路调制信息的多个预设信道；

目标调制信息确定模块，用于针对每路调制信息，分别通过该调制信息的各预设信道的调整参数，对该调制信息进行调整，得到对应于各预设信道的目标调制信息；

目标调制信息发送模块，用于针对每路目标调制信息，通过该目标调制信息对应的预设信道，发送该目标调制信息，以使目标信息接收端根据接收到的各所述目标调制信息得到所述目标信息；

所述两路正交的调制信息包括第一路的第一调制信息及第二路的第二调制信息；

第一调整参数确定模块，用于通过第一预设公式，分别确定发送所述第一调制信息的各预设信道的调整参数；

第二调整参数确定模块，用于通过第二预设公式，分别确定发送所述第二调制信息的各预设信道的调整参数；

所述目标调制信息确定模块，具体用于：

针对所述第一路的第一调制信息，分别通过所述第一调制信息的各预设信道的调整参数，对所述第一调制信息进行调整，得到第一调制信息调制后的对应于各预设信道的目标调制信息；

针对所述第二路的第二调制信息，分别通过所述第二调制信息的各预设信道的调整参数，对所述第二调制信息进行调整，得到第二调制信息调制后的对应于各预设信道的目标调制信息；

其中，所述第一预设公式为：

其中，τ_B1,m＝α_m；

所述α_m以及所述β_m为预设信道m对所述第一调制信息的调整参数；所述τ_B1,m表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道m发送所述第一调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_m表示对应于预设信道m的发射功率；所述I(t)为发射器在t时刻发送的所述第一调制信息；所述m表示发送所述第一调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的时间；ω_c表示通过预设信道m发送所述第一调制信息的载波频率；

其中，所述第二预设公式为：

其中，τ_B2,n＝γ_n；

所述γ_n以及所述η_n为预设信道n对所述第二调制信息的调整参数；所述τ_B2,n表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的时延；所述

表示通过预设信道n发送所述第二调制信息到目标信息接收端产生的相位偏移量；P_n表示对应于预设信道n的发射功率；所述Q(t)为发射器在t时刻发送的所述第二调制信息；所述n表示发送所述第二调制信息的任一预设信道；所述t表示通过预设信道n发送所述第二调制信息的时间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述目标信息分解模块，具体用于将所述目标信息经过串并变换，分解为两路正交的调制信息。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

滤波处理模块，用于通过根升余弦滤波器分别对每路调制信息进行滤波处理。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。

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