CN113872907A - 一种基于ofdm-im传输人工噪声的安全通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于OFDM‑IM传输人工噪声的安全通信方法，其中所述方法包括以下步骤：S1、发送端在一个OFDM符号周期内，依据载波的状态传送映射比特，并在激活载波上传送调制比特，在非激活载波根据发送端与接收端之间的信道状态调制人工噪声，生成频域发送序列A；S2、频域发送序列A进行传统OFDM调制得到发送序列C；S3、接收端从无线信道接收信号，进行模数变换得到时域信号序列D并送入解调器，处理后分成g组；S4、在一个OFDM符号周期内，分别对g组数据进行对数似然比检测，即根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除非激活载波上的人工噪声，恢复映射比特与调制比特，共m比特数据。有益效果是有效干扰窃听者、保证合法接收者通信安全。
Description
【技术领域】
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法及系统。
【背景技术】
由于无线通信的开放性，用户数据信息在传输过程中易被非法窃取，安全通信具有重要意义。物理层安全是一种提高通信系统安全性的有效手段，它利用物理层的各项资源进行安全策略设计，最大化可达安全速率从而保护合法的接收用户。物理层安全通信所采用的窃听信道模型由Wyner等人提出。该模型有一个发送端Alice，一个合法接收者Bob，一个非法接收者Eve。人工噪声(Artificial Noise，AN)是一种有效且简单的物理层安全技术，它利用物理层某项资源提供的裕度，在发送端引入人工噪声AN对窃听者造成干扰。
正交频分复用载波索引调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexingwith Index Modulation，OFDM-IM)通过对载波标号进行索引以传送额外的信息比特，能够灵活调整通信系统的能量效率、频谱效率及误码性能。OFDM-IM中存在两种状态的载波，激活载波和非激活载波，激活载波传输信息而非激活载波处于空闲不传输任何信息。MiaowenWen等人在论文“On the Achievable Rate of OFDM with Index Modulation”(IEEETRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING，VOL.64，NO.8，APRIL15，2016)中提出OFDM-IM每条载波可达率的计算公式。
信道系数的物理意义：无线信道，这里指从发射天线到接收天线的空间信道，通常用复数描述，同时表示衰减和时延；复数的模描述信道对信号的衰减，复数的相位(exp表示)描述信道对信号的时延(相位ωτ反映了时延τ)。
BPSK-Binary Phase Shift Keying二进制相移键控。QPSK-Quadrature PhaseShift Keying正交相移键控是一种四进制相位调制方式。8PSK-8Phase Shift Keying八进制移相键控是一种八进制相位调制算法。MPSK-multiple phase shift keying多进制数字相位调制，又称多相制，是二相制的推广。QAM是QuadratureAmplitude Modulation的缩写，中文译名为“正交振幅调制”。
数字通信领域中，经常将数字信号在复平面上表示，以直观的表示信号以及信号之间的关系，这种图示就是星座图。数字信号之所以能够用复平面上的点表示，是因为数字信号本身有着复数的表达形式。星座图可以看成数字信号的一个“二维眼图”阵列，同时符号在图中所处的位置具有合理的限制或判决边界。星座图对于识别幅度失衡，正交误差，相关干扰，相位、幅度噪音，相位误差，调制误差比等调制问题相当有用。
在一个通信系统中，在收到某个消息之后，接收端所了解到的该消息发送的概率称为后验概率。后验概率可以根据通过贝叶斯公式，用先验概率和似然函数计算出来。先验概率(Prior Probability)是指根据以往经验和分析得到的概率。
现有的基于OFDM-IM的物理层安全方案的设计非常少，基于非激活载波进行AN传输对窃听者进行干扰的研究还未开展。本发明兼收并蓄地根据OFDM-IM和人工噪声AN的技术特点，对安全通信网络的物理层进行了技术改进。
【发明内容】
本发明的目的是，提出一种有效干扰窃听者、保证合法接收者通信安全的无线通信方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，包括以下步骤：
S1、发送端调制器在一个OFDM符号周期内，通过比特分离器将m比特数据分成g组，每组p比特其中包含p1个映射比特和p2个调制比特，每组通过映射比特选定该组的激活载波，并在激活载波上传送调制比特，非激活载波根据发送端与接收端之间的信道状态调制人工噪声，生成频域发送序列A；
S2、发送端调制器将频域发送序列A输入傅里叶逆变换器进行傅里叶逆变换运算得到时域序列B，时域序列B输入加循环前缀和并串变换器插入循环前缀、并进行并串变换得到发送序列C，后经数模变换之后发送至频率选择性无线信道；
S3、接收端从无线信道接收信号并进行模数变换得到时域信号序列D，将D送入解调器，时域信号序列D输入串并变换去循环前缀器进行串并变换、去循环前缀得到序列E，序列E输入傅里叶变换器进行傅里叶变换运算得到频域待解调序列F，频域待解调序列F经过分组器后平均分为g组；
S4、接收端解调器在一个OFDM符号周期内，通过对数似然比检测器对g组数据分别进行对数似然比检测。根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除非激活载波上的人工噪声，恢复映射比特并从激活载波上恢复调制比特，通过比特合并器恢复m比特数据。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，步骤S1具体包括：
S11、比特分离器将一个OFDM符号周期内传送的m比特分为g组、每组p比特，其中前p1个比特称为映射比特送入映射选择器，后p2比特称为调制比特送入星座映射器；
S12、调制器将OFDM的N个子载波对应步骤S11的g组比特平均分成为g组子载波，每组子载波的比特数目一致为n＝N/g，每组子载波传送p比特，g组子载波共传送p*g比特；也就是说子载波n比特数目中p比特数目由激活载波传输、非激活载波将传输人工噪声；
S13、调制器对g组发送的p比特信息进行调制，并通过g组AN发生器在非激活载波上加入人工噪声；
S14、OFDM块产生器将g组调制好的数据依次级联成一个OFDM主模块，构成了一个OFDM符号周期的频域发送序列A。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，步骤S13具体包括：
S131、调制器将g组p比特中的前p1映射比特通过组合法选定对应该组子载波中的激活载波，并通过QAM/MPSK调制方式对该组激活载波传送的p比特中的后p2调制比特进行星座映射组成调制比特星座，每条激活载波传送log2M个比特，其中M为调制比特星座的大小；
S132、同时，g组子载波中的非激活载波携带由g组AN发生器根据发送端与接收端之间的信道系数生成的人工噪声，所述人工噪声组成的噪声星座与调制比特星座不同，噪声星座位于调制比特星座的判决边界上。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，步骤S4具体包括：
S41、对g组数据分别进行对数似然比检测，根据OFDM子载波发送的是调制比特或发送的是人工噪声的后验概率之比，确定OFDM子载波为激活载波或者为非激活载波，根据OFDM激活载波的标号组合恢复映射比特；
S42、从OFDM激活载波上解调获得调制比特。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，还包括以下步骤：
S5、窃听端从无线信道接收信号并进行模数变换得到时域信号序列D，将D送入解调器，时域信号序列D输入串并变换去循环前缀器进行串并变换、去循环前缀得到序列E，序列E输入傅里叶变换器进行傅里叶变换运算得到频域待解调序列F，频域待解调序列F经过分组器后平均分成g组；
S6、窃听端解调器在一个OFDM符号周期内，通过对数似然比检测器对g组数据分别进行对数似然比检测，由于窃听端是非法接收者无法根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除OFDM非激活载波上的人工噪声，无法恢复OFDM激活载波上的映射比特与调制比特。
本发明的又一目的是，提出一种有效干扰窃听者、保证合法接收者通信安全的无线通信系统。
为实现上述又一目的，本发明采取的技术方案是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统，包括发送端、接收端和窃听端，所述发送端包括调制器，所述接收端和窃听端包括解调器；所述调制器包括比特分离器、g组映射选择器、g组星座映射器、g组AN发生器、OFDM块产生器、傅里叶逆变换器、以及加循环前缀和并串变换器；所述解调器包括串并变换去循环前缀器、傅里叶变换器、分组器、g组对数似然比检测器、以及比特合并器；所述一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统用于执行上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法。
本发明一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法及系统有如下有益效果：针对OFDM-IM调制中非激活载波提供的频域裕度，在频域引入人工噪声AN，AN依据合法接收者与发送端之间的信道状态生成，而窃听者由于无法获得合法接收者的信道状态性能必然受到干扰，从而提高了合法接收者与发送端之间通信的安全性；基于OFDM-IM非激活载波传输人工噪声的物理层安全通信方案是一种简单并有效的安全通信方案，能够有效干扰非法窃听者从而提高合法接收者的安全传输速率。
【附图说明】
图1是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统调制器结构示意图。
图2是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统解调器结构示意图。
图3是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法步骤图。
图4是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送BPSK符号时噪声星座示意图。
图5是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送QPSK符号时噪声星座示意图。
图6是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送8PSK符号时噪声星座示意图。
图7是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送16QAM时噪声星座示意图。
图8是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法在多径瑞利衰落信道下、基于OFDM-IM AN调制的接收端与窃听端之间每条载波的安全速率举例图。
【具体实施方式】
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例实现一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法及系统。
图1是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统调制器结构示意图。图2是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统解调器结构示意图。如附图1、2所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统，包括发送端、接收端和窃听端，所述发送端包括调制器，所述接收端和窃听端包括解调器；所述调制器包括比特分离器、g组映射选择器、g组星座映射器、g组AN发生器、OFDM块产生器、傅里叶逆变换器、以及加循环前缀和并串变换器；所述解调器包括串并变换去循环前缀器、傅里叶变换器、分组器、g组对数似然比检测器、以及比特合并器；用于执行本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法。
图3是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法步骤图。如附图3所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，包括以下步骤：
S1、发送端调制器在一个OFDM符号周期内，通过比特分离器将m比特数据分成g组，每组p比特其中包含p1个映射比特和p2个调制比特，每组通过映射比特选定该组的激活载波，并在激活载波上传送调制比特，非激活载波根据发送端与接收端之间的信道状态调制人工噪声，生成频域发送序列A；
S2、发送端调制器将频域发送序列A输入傅里叶逆变换器进行傅里叶逆变换运算得到时域序列B，时域序列B输入加循环前缀和并串变换器插入循环前缀、并进行并串变换得到发送序列C，后经数模变换之后发送至频率选择性无线信道；
S3、接收端从无线信道接收信号并进行模数变换得到时域信号序列D，将D送入解调器，时域信号序列D输入串并变换去循环前缀器进行串并变换、去循环前缀得到序列E，序列E输入傅里叶变换器进行傅里叶变换运算得到频域待解调序列F，频域待解调序列F经过分组器后平均分为g组；
S4、接收端解调器在一个OFDM符号周期内，通过对数似然比检测器对g组数据分别进行对数似然比检测。根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除非激活载波上的人工噪声，恢复映射比特并从激活载波上恢复调制比特，通过比特合并器恢复m比特数据。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，步骤S1具体包括：
S11、比特分离器将一个OFDM符号周期内传送的m比特分为g组、每组p比特，其中前p1个比特称为映射比特送入映射选择器，后p2比特称为调制比特送入星座映射器；
S12、调制器将OFDM的N个子载波对应步骤S11的g组比特平均分成为g组子载波，每组子载波的比特数目一致为n＝N/g，每组子载波传送p比特，g组子载波共传送p*g比特；也就是说子载波n比特数目中p比特数目由激活载波传输、非激活载波将传输人工噪声；
S13、调制器对g组发送的p比特信息进行调制，并通过g组AN发生器在非激活载波上加入人工噪声；
S14、OFDM块产生器将g组调制好的数据依次级联成一个OFDM主模块，构成了一个OFDM符号周期的频域发送序列A。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，步骤S13具体包括：
S131、调制器将g组p比特中的前p1映射比特通过组合法选定对应该组子载波中的激活载波，并通过QAM/MPSK调制方式对该组激活载波传送的p比特中的后p2调制比特进行星座映射组成调制比特星座，每条激活载波传送log2M个比特，其中M为调制比特星座的大小；
S132、同时，g组子载波中的非激活载波携带由g组AN发生器根据发送端与接收端之间的信道系数生成的人工噪声，所述人工噪声组成的噪声星座与调制比特星座不同，噪声星座位于调制比特星座的判决边界上。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，步骤S4具体包括：
S41、对g组数据进行对数似然比检测，根据OFDM子载波发送的是调制比特或发送的是人工噪声的后验概率之比，确定OFDM子载波为激活载波或者为非激活载波，根据OFDM激活载波的标号组合恢复映射比特；
S42、从OFDM激活载波上解调获得调制比特。
优选地，上述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，还包括：
S5、窃听端从无线信道接收信号并进行模数变换得到时域信号序列D，将D送入解调器，时域信号序列D输入串并变换去循环前缀器进行串并变换、去循环前缀得到序列E，序列E输入傅里叶变换器进行傅里叶变换运算得到频域待解调序列F，频域待解调序列F经过分组器后平均分成g组；
S6、窃听端解调器在一个OFDM符号周期内，通过对数似然比检测器对g组数据分别进行对数似然比检测，由于窃听端是非法接收者无法根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除OFDM非激活载波上的人工噪声，无法恢复OFDM激活载波上的映射比特与调制比特。
实施例2
本实施例实现一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法。
本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法针对基于OFDM-IM中非激活载波进行AN传输的物理层安全通信方案设计的相关工作未开展的情形，设计了一种在OFDM-IM频域引入AN的物理层安全通信调制解调方案，即基于人工噪声和正交频分复用索引调制(OFDM-IM AN)的安全通信方案。OFDM-IM方案中非激活载波在频域提供了裕度，在其频域引入AN，对窃听者进行有效干扰，有助于提高合法接收者的安全传输速率。本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法采用的窃听信道模型为：发送端Alice，一个合法接收端Bob，一个窃听者Eve，并且假设Alice能够完全获得自己与Bob和Eve之间的信道状态信息。
本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法包括：
(1)在一个OFDM符号周期内，Ailce根据自己与Bob之间的信道状态，在频域设计发送信号。
(1a)将一个OFDM符号周期内传送的比特分为g组，每组p比特，其中前p1个比特被称为映射比特，后p2比特被称作调制比特。
(1b)相应地，将OFDM的N个子载波平均分成为g组，每组的比特数目一致，为n＝N/g，每组将传送p比特，g组共传送p*g个比特。也就是说子载波n比特数目中p比特数目由激活载波传输，非激活载波将传输人工噪声。
(1c)对上述两种比特分别进行调制，并加入AN。
1.c1)前p1个映射比特将进入映射选择器，通过组合法从n条子载波中选定k条载波为激活载波，那么相应的激活载波组合数有
种，通常
激活载波确定后，每条激活载波将分别进行星座映射，采用MPSK/QAM调制，各自传输log2M个比特，k条激活载波共传输p2(即k·log2M)个调制比特。
1.c2)同时，非激活载波将传送人工噪声AN。AN发生器基于噪声星座，针对非激活载波对应的Bob与Ailce之间的频域信道系数Hi(i为载波标号)生成该非激活载波对应的AN，从而对非法接收者Eve进行干扰。此噪声星座与调制比特星座不同，通常噪声星座位于调制比特星座的判决边界上。
图4是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送BPSK符号时噪声星座示意图。如附图4所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送BPSK符号，其调制比特星座位点于{-1，+1}时，AN星座点位于{-j，+j}两点。
图5是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送QPSK符号时噪声星座示意图。如附图5所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送的是QPSK符号，其调制比特星座点位于
四点时，AN星座点位于{+1，-j，-1，+j}四点。
图6是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送8PSK符号时噪声星座示意图。如附图6所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送的是8PSK符号，其调制比特星座点和AN星座点位置如图6所示。
图7是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送16QAM符号时噪声星座示意图。如附图7所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法当激活载波传送的是16QAM符号，其调制比特星座点和AN星座点。
(1d)将g组已调数据依次级联成一个OFDM主模块，构成了一个OFDM符号周期的频域发送序列。
(2)将发送信号进行傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)运算得到时域序列B。之后，插入循环前缀，并进行并串变换，得到发送序列C，发送到频率选择性信道中。
(3)对接收到的时域信号序列，进行串并变换、去循环前缀后，进行傅里叶变换FFT运算，得到频域待解调序列F。将F经分组器平均分成g个小组。
(4)对g组数据分别采用对数似然比(Log-Likelihood Ratio，LLR)检测，Bob将根据自己的信道状态信息恢复映射比特与调制比特，而对Eve的解调造成干扰。
(4a)根据每组频域序列，计算各组子载波发送的是调制比特或发送的是AN的后验概率之比，从而确定对应载波的激活状态。根据激活载波的标号组合将恢复映射比特。
(4b)而调制比特将从激活载波上解调获得。由于AN由Ailce与Bob间非激活载波各自的信道系数获得，对于Bob而言是已知的，而Eve却无法获知，从而对载波的激活状态判断错误，对调制比特的解调也形成恶化。
(5)Bob和Eve将g组比特按顺序依次合并，恢复出发送的OFDM符号。由于受到AN干扰，在窃听者Eve存在情形下，Bob将安全接收Alice发送的一帧数据。
本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法针对OFDM-IM调制中非激活载波提供的频域裕度，在频域引入AN，对窃听者进行有效干扰。AN依据Bob与Ailce之间的信道状态生成，而Eve由于无法获得Bob的信道状态性能必然受到干扰，从而提高了合法接收者Bob与Ailce之间通信的安全性。本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法从物理层安全出发，通过简单的AN设计，有效干扰窃听者从而保证合法接收者的安全性。由于基于OFDM-IM的非激活载波传输AN的物理层安全通信方案的相关设计还未展开，且本实施例具有低复杂度且高安全性的特点，因此本具有较好的竞争力。
Bob和Eve每条载波的安全传输速率可以根据OFDM-IM的安全速率改进而得到。可得到Bob和Eve每条载波的可达率计算公式：
其中
n是分组数目，k是激活载波数目，E为求期望，M为调制比特星座点数，
且
ξ(vi，hi，γ)中参数解释如下：
发送端，当第i条载波是激活状态时，
(调制星座图共有M个点)为发送端通过调制比特星座点经激活载波传送的坐标；当第i条载波是非激活状态时，
(AN星座图共有A个点)为发送端通过AN星座点经非激活载波传送的坐标。
接收端，当第i条载波判为激活状态时，
为通过该激活载波估计得到的调制比特星座点；第i条载波判为非激活状态时，
为通过该非激活载波估计得到的调制比特星座点。
Hi为Bob或者Eve与Alice之间第i条载波对应的频域信道状态参数。
将Bob的每条载波的可达率减去Eve每条载波可达率即可得到安全传输速率。
在缓慢变化且独立同分布的多径瑞利衰落信道下，多径信道数目为8且最大时延为8个采样周期，信道增益为l。系统的子载波数目N为64，共分为g＝16个小组，每个小组包含的子载波数n为4，每小组的激活载波数目k为2，循环前缀长度为16。
图8是一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法在多径瑞利衰落信道下、基于OFDM-IM AN调制的接收端与窃听端每条载波的安全速率举例图。如附图8所示，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法在上述仿真条件下，对n＝4，k＝2，采用8PSK及16QAM调制时，对每条载波的安全传输速率进行仿真。附图8中横坐标是每条载波的信噪比，单位为dB；纵坐标为每条载波的安全传输速率，单位为bps/Hz。并且当调制星座为16QAM时，理论上每条载波的可达率为2.5bps/Hz，由附图8看出，在信噪比为30dB时，每条载波的安全速率接近lbps/Hz，由于载波数目为64，整个系统信道的安全速率可接近64bps。因此，在高信噪比区域，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法具有较好的安全性。
综上，本实施例一种基于OFDM-IM传输人工噪声和的安全通信方法具有较好的安全性，验证了人工噪声AN防窃听设计、进而OMDM-IM传输的有效性。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Acess Memory，RAM)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、发送端调制器在一个OFDM符号周期内，通过比特分离器将m比特数据分成g组，每组p比特其中包含p1个映射比特和p2个调制比特，每组通过映射比特选定该组的激活载波，并在激活载波上传送调制比特，非激活载波根据发送端与接收端之间的信道状态调制人工噪声，生成频域发送序列A；
S2、发送端调制器将频域发送序列A输入傅里叶逆变换器进行傅里叶逆变换运算得到时域序列B，时域序列B输入加循环前缀和并串变换器插入循环前缀、并进行并串变换得到发送序列C，后经数模变换之后发送至频率选择性无线信道；
S3、接收端从无线信道接收信号并进行模数变换得到时域信号序列D，将D送入解调器，时域信号序列D输入串并变换去循环前缀器进行串并变换、去循环前缀得到序列E，序列E输入傅里叶变换器进行傅里叶变换运算得到频域待解调序列F，频域待解调序列F经过分组器后平均分为g组；
S4、接收端解调器在一个OFDM符号周期内，通过对数似然比检测器对g组数据分别进行对数似然比检测，即根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除非激活载波上的人工噪声，恢复映射比特并从激活载波上恢复调制比特，通过比特合并器恢复m比特数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，其特征在于步骤S1具体包括：
S11、比特分离器将一个OFDM符号周期内传送的m比特分为g组、每组p比特，其中前p1个比特称为映射比特送入映射选择器，后p2比特称为调制比特送入星座映射器；
S12、调制器将OFDM的N个子载波对应步骤S11的g组比特平均分成为g组子载波，每组子载波的比特数目一致为n＝N/g，每组子载波传送p比特，g组子载波共传送p*g比特；
S13、调制器对g组发送的p比特信息进行调制，并通过g组AN发生器在非激活载波上加入人工噪声；
S14、OFDM块产生器将g组调制好的数据依次级联成一个OFDM主模块，构成了一个OFDM符号周期的频域发送序列A。
3.根据权利要求2所述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，其特征在于步骤S13具体包括：
S131、调制器将g组p比特中的前p1映射比特通过组合法选定对应该组子载波中的激活载波，并通过QAM/MPSK调制方式对该组激活载波传送的p比特中的后p2调制比特进行星座映射组成调制比特星座，每条激活载波传送log2M个比特，其中M为调制比特星座的大小；
S132、同时，g组子载波中的非激活载波携带由g组AN发生器根据发送端与接收端之间的信道系数生成的人工噪声，所述人工噪声组成的噪声星座与调制比特星座不同，噪声星座位于调制比特星座的判决边界上。
4.根据权利要求3所述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，其特征在于步骤S4具体包括：
S41、对g组数据分别进行对数似然比检测，根据0FDM子载波发送的是调制比特或发送的是人工噪声的后验概率之比，确定OFDM子载波为激活载波或者为非激活载波，根据0FDM激活载波的标号组合恢复映射比特；
S42、从OFDM激活载波上解调获得调制比特。
5.根据权利要求1所述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法，其特征在于还包括以下步骤：
S5、窃听端从无线信道接收信号并进行模数变换得到时域信号序列D，将D送入解调器，时域信号序列D输入串并变换去循环前缀器进行串并变换、去循环前缀得到序列E，序列E输入傅里叶变换器进行傅里叶变换运算得到频域待解调序列F，频域待解调序列F经过分组器后平均分成g组；
S6、窃听端解调器在一个OFDM符号周期内，通过对数似然比检测器对g组数据分别进行对数似然比检测，由于窃听端是非法接收者无法根据发送端与接收端之间的信道状态信息去除OFDM非激活载波上的人工噪声，无法正确恢复OFDM激活载波上的映射比特与调制比特。
6.一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统，包括发送端、接收端和窃听端，所述发送端包括调制器，所述接收端和窃听端包括解调器；其特征在于：所述调制器包括比特分离器、g组映射选择器、g组星座映射器、g组AN发生器、OFDM块产生器、傅里叶逆变换器、以及加循环前缀和并串变换器；所述解调器包括串并变换去循环前缀器、傅里叶变换器、分组器、g组对数似然比检测器、以及比特合并器；所述一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信系统用于执行权利要求1至权利要求6任一权利要求所述的一种基于OFDM-IM传输人工噪声的安全通信方法。
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