申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2019-11-04

公开（公告）日：2023-05-26

公开（公告）号：CN110909321B

主分类号：G06F21/16

分类号：G06F21/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.26#授权;2020.04.17#实质审查的生效;2020.03.24#公开

摘要：本发明公开了一种面向4G通信的物理层数字水印方法，该方法利用共享密钥和信道具有短时互异性的优势，在发送方利用4G通信中利用导频信号由信道估计得到的估计值和预先共享的密钥，通过单向哈希函数对数据包中每个数据字段生成数字水印信息，经扩频处理得到标签信号，将标签信号嵌入载体信号中并将叠加的信号发送给接收方；在接收方检测并提取出水印数据得到水印信息，对导频信号重新计算水印信息，通过判断两次数字水印信息是否相同，判断数据是否来自同一发送方。本发明将安全认证信息调制在无线载波信号中，不需要复杂的密码算法，减小了通信过程中的计算量，在不牺牲消息吞吐量的情况下实现了载体信号和水印信号误码性能的提高。

主权项：1.一种面向4G通信的物理层数字水印方法，用于对无线通信中数据的安全认证，其特征在于，包括发送方进行水印信息的嵌入和接收方进行水印信息的提取两个部分，具体步骤如下：（1）发送方进行数字水印的嵌入：发送方读取接收的导频信号，进行信道估计，获得信道估计值；利用信道估计值和预先共享的密钥，用表示密钥函数，通过单向哈希函数对数据包中每个数据字段生成唯一关联的数字水印信息，表示为；将得到的数字水印信息经过扩频处理得到标签信号；将扩频后的标签信号利用内缩外扩的水印方法嵌入到载体信号中得到载密信号；通过射频设备USRP将嵌入数字水印的载密信号变为射频信号并发送；（2）接收方进行数字水印的提取：接收方通过射频设备得到4G信号中嵌入数字水印的载密信号；对嵌入数字水印的载密信号进行解扩处理，检测并提取出水印数据，得到水印信息；对导频信号重新计算水印信息，表示为；计算两个水印之间的相关系数；根据相关系数判定水印是否存在；其中，发送方将获得的导频数据，使用LS算法进行信道估计，具体为：假设发射端参考信号的子载波信息为，接收端参考信号的子载波信息为，信道冲激响应矩阵为，噪声为，则它们之间的关系表示为： 令最小，信道响应的估计值可表示为： 根据最小二乘准则可进一步表示为 对上式求偏导，令偏导数为0，即 得到 因此，LS算法的信道响应矩阵可以表示为 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京理工大学 面向4G通信的物理层数字水印方法

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