基于M-WFRFT的物理层安全传输技术

李 勇，宋志群，王 斌，赵彦惠

(1.通信网信息传输与分发技术重点实验室，河北 石家庄 050081； 2.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

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由于无线传输信道的开放性，无线通信的安全问题十分突出，特别是在军事无线通信系统中，一旦信息被截获或破解，整个无线通信安全将受到极大威胁，只要在信号传输范围之内，无线窃听者可以无限制地接收和分析信号[1-4]。

传统的信息安全主要靠加密算法，例如AES算法，但是随着未来计算能力的提升，特别是量子计算的出现，加密算法的使用将受到很大限制[4]。

除信息层面的加密算法外，无线通信物理层的安全传输也是近年来研究的热点，典型的物理层安全传输技术是基于扩展频谱算法。例如经典的扩频和跳频技术，这两种技术主要是扩展频谱，降低信号的功率谱密度，将信号隐藏在噪声之下，达到信号隐藏的目的。这种物理层安全技术发展的同时，相应的截获技术也在快速发展，甚至截获技术的发展更快，因此传统扩频技术的使用也受到一定的限制，并且扩频技术也降低了符号速率[2-4]。

智能天线[5-6]和人工噪声[7-8]也是物理层安全技术，主要依靠物理层信道特性，达到无线传输安全的目的。这需要在硬件上进行改进，代价和成本较高。因此，发展新的物理层安全理论具有重要意义。

近年来，基于加权分数傅里叶变换(Weighted Type Fractional Fourier Transform， WFRFT)的物理层安全传输技术得到了发展[9-10]，主要是利用变换阶数、变换参数的多样性，达到信号特征隐藏的目的。……