CN110233701A - 无线通信物理层通信安全的编解码方法 - Google Patents

无线通信物理层通信安全的编解码方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种无线通信物理层通信安全的编解码方法，利用本发明能够显著降低信息被窃取的概率。本发明通过下述技术方案予以实现：发送端利用LDPC编码器对消息比特序列进行编码，对发送端相邻码字的部分比特进行比特异或运算得到新的比特序列，BPSK调制器将新生成比特以及未参与运算的校验位比特调制为BPSK符号发送到接收端；接收端BPSK解调器根据接收端LDPC译码器反馈的码字消息位先验信息和信道接收符号，解调出码字校验位的对数似然比LLR值；接收端LDPC译码器计算出消息位LLR值，译码出当前码字的消息位，将码字消息位LLR值反馈回接收端BPSK解调器，如此迭代进行下去，直到译码出所***字的消息位。

Description

无线通信物理层通信安全的编解码方法
技术领域
本发明涉及信息理论安全领域，尤其是通信信息安全技术领域，主要用于无线通信物理层，保障物理层通信安全的低密度奇偶校验(LDPC)编解码方法。
背景技术
随着计算机信息技术的发展速度日益加快，传统的有线通信逐渐被无线通信所替代。无线通信作为当前的主流通信方式，其开放性的通信方式存在一定的安全隐患，给整个通信的安全性带来较大的威胁。在无线通信***中，电磁信号传播的广播特性和无线信道的开放特性使得在一定范围内的任意用户都具备接收无线传输信号的能力。由于无线通信中传输介质的信道开放性，信号通过无线电波在空间中任意传播，失去了“有线”的束缚。电磁波传播失去了屏障，这导致无线信号承载的信息更容易被窃听，窃听者不需要很高的技术或设备就能获取通信信息。现阶段，各类网络监听设备和监听手段给通信安全性和保密性带来了严重的损失，涉及商业及军事机密的无线通信安全问题变得越来越重要。根据当前的信息技术特点，通信架构可以分为应用层、传输层、网络层、MAC层和物理层这五层架构。在传统的信息通信中，相关的安全防护技术通常都布置在MAC层以上等高层层面上。传统方法常采用通信加密的方式来确保通信的保密性和安全性。现阶段，物理层安全防护的重视力度要明显弱于通信架构高层。物理层采用的安全防护技术主要通过对信道进行处理和防护，以确保通信信道的安全性和保密性。物理层的作用是将信息转换成适合无线信道传输的形式。发送端主要包括信道编码、数字调制、基带后处理、射频调制等功能模块，接收端对接收到的信号进行相应的恢复，主要包括射频解调、同步与信道估计、数字解调、信道解码等功能模块。由于无线信道的开放性、广播性和衰落性，以及无线信道中广泛存在的各种噪声和干扰，加/解密之间的信道所谓无差错传输的完美信道往往难以成立。在无线通信中用于密钥传输的安全信道也往往难以保证。因此，当物理层不可靠时，仅采用传统加密机制的***的安全性将有所下降。若物理层对窃听者完全透明，窃听者极易通过无线信道对传输信息进行非法接收。一旦窃听者破译出或通过其他途径知悉了上层信息加/解密的密钥，将严重威胁通信安全。由于无线通信信道固有的广播性、开放性以及传输链路的不稳定性，使得无线通信***相比于传统的有线通信***更加容易受到非法用户的侦查、截获和监听，带来传输数据失泄密问题。传统保密手段主要以现代密码学作为理论上的基础，利用加密算法及密钥对信息进行加密。传统的加密算法大多基于现有的计算机无法在短时问内对其进行破解。但是随着计算机计算能力的快速发展和拥有迅速执行巨量复杂的因数分解能力的量子计算机的出现，很多传统的加密方法将不再可靠。此外，传统的分组密码算法或公私钥加密技术往往具有很高的计算复杂性和延时，加解密难以在短时问内完成，很难满足通信时延的要求。
安全编码技术是物理层常用的一种安全性技术，采用这种方式主要是确保连接网络的合法用户能够获得可靠而安全的通信信道。如果非法用户比合法用户的信道条件更差，那么非法用户无法获得信道中的可辨识信息。物理层安全编码是实现安全传输的基础，其通过主窃信道的信道质量之差，从信息论的角度来避免信息被窃听。在主信道传输质量优于窃听信道传输质量时，可以从理论上确保完美的安全传输；另一方面，通过信号处理手段，可以有效整合无线通信***的各种资源来，利用主窃链路的差异性来分化主窃信道间的通信质量差异，为安全编码的实现提供坚实的基础。从当前各国的安全编码技术应用情况来看，当前国际上有很多种类的信道编码，常见的信道编码有极化码、Turbo码以及低密度奇偶校验LDPC码等，这些信道编码在应用上适当的改变一定的适应性，能够较为容易的达到保密容量极限。除了上述提到的几种常用的安全编码外，还有一些代数预编码、空时编码等都能够对安全通信有一定的安全防护作用。现阶段，保障无线通信安全的主要措施有两类。第一类方法是在开放式***互联(Open System Interconnection，OSI)模型的高层设计加解密方法，通过加密机制提升安全性，防止窃听者窃密。但是，这种安全方案面临通信延时较长、加解密开销大和加密算法被破解从而失效等问题。第二类方法是在物理层设计合理的通信传输方案，作为上层加密方法的补充或替代技术。物理层安全方法利用合法信道与窃听信道之间信道质量的固有差异，从信息层面防止私密信息被窃听。
无线通信物理层安全涵盖了丰富的技术手段，能够对***安全性的提升起到十分重要的作用。信噪比(SNR)作为评估信道质量的常用度量参数，可以用来评估主信道和窃听信道之间的信道质量差异。设主信道的SNR为SNRB且所对应的误比特率(BER)为PB，窃听信道的SNR为SNRE且所对应的BER为PE。为了保证信息的可靠性和安全性，需满足以下条件
其中，为满足主信道通信可靠传输所需的最高BER值(常设为10-5，主信道中BER趋近于0，表示传输比特几乎正确接收，授权双方可以通信正常，满足了授权双方通信可靠性的要求)，为满足窃听信道通信安全传输所需的最低误比特率BER值(常设为0.49，窃听信道中BER趋近于0.5，接收序列近似于随机序列，窃听者无法窃密，满足了通信安全性的要求)。主信道误比特率BER为时对应的误比特率SNR为SNRB,min，窃听信道误比特率BER为时对应的SNR为SNRE,max。
传统编译码方法通过打孔低密度奇偶校验LDPC码消息位，达到保护涉密信息的目的。在接收端，采用***型低密度奇偶校验LDPC码对消息比特序列编码。接着，将码字的消息位打孔并将剩余的校验比特位调制为双相移相键控BPSK符号并发送出去。在接收端，BPSK解调器根据接收到的符号解调出校验位的对数似然比(LLR)值。LDPC译码器将消息位的LLR值初始化为0，并根据校验位LLR值利用置信传播算法计算出消息位的后验LLR值，从而估计出消息比特序列。物理层通信安全的编译码方法对应的误比特率BER曲线具有尖锐的特性，即当SNR值超过一个阈值时误比特率BER会突发陡降。传统编译码方法不具有此特性，因此降低安全间隙的能力有限，适应的应用场景有限。
发明内容
为了解决传统编译码方法降低安全间隙能力的不足，本发明提出一种在保证主信道正常通信的前提下，能够降低信息被窃取的概率以提升信息安全、显著降低主信道与窃听信道之间安全间隙(SNRgap)的无线通信物理层通信安全的编解码方法。
本发明的上述目的可以通过以下措施来得到，一种无线通信物理层通信安全的编解码方法，具有如下技术特征：无线通信发送端利用LDPC编码器对消息比特序列进行编码，并将码字分为消息位和校验位两部分，对发送端相邻码字的部分比特进行比特异或运算，得到新的比特序列；通过串并转换对序列进行处理，利用发送端BPSK调制器将新生成比特以及未参与运算的校验位比特调制为BPSK符号并发送到接收端；接收端根据接收到的BPSK符号和前序码字消息位的先验对数似然比LLR值，解调出码字校验位的对数似然比LLR值，并将该码字校验位的对数似然比LLR值传递给接收端LDPC译码器；接收端LDPC译码器将码字消息位的对数似然比LLR值初始化为0，利用置信传播算法计算出该码字消息位的后验对数似然比LLR值，并将该码字消息位的LLR值传递给接收端BPSK解调器；接收端BPSK解调器根据接收端LDPC译码器反馈的码字消息位先验信息和信道接收符号，对下一个码字校验位的对数似然比LLR值进行解调，得到校验位的对数似然比LLR值并传递给接收端LDPC译码器，接收端LDPC译码器和解调器相互迭代交互信息，如此迭代进行下去，直到译码出所***字的消息位，完成整个解调译码过程。
本发明具有如下有益效果。
本发明将BPSK解调器的工作有两部分，对与前序码字消息位进行比特异或运算的校验位，BPSK解调器根据LDPC译码器反馈的前序码字消息位先验信息和信道接收符号，计算出校验位的LLR值。在主信道授权双方通信信道质量不变的情况下，本发明提出的编译码方法不会改变授权双方的通信质量。然而，当窃听者通过窃听信道解调码字校验位时，由于窃听信道质量更差且解调需要前序码字的先验信息，解调效果会更差并导致译码效果更差。因此，本发明提出的方法可以在不影响授权双方正常通信、不改变主信道和窃听信道的信道质量的前提下，可明显降低窃听者的通信质量，到达物理层通信安全的目的。
本发明在发送端将多码字间部分比特耦合并进行比特异或处理、在接收端进行迭代解调译码。BPSK解调器根据信道接收符号和前序码字先验信息计算出校验位LLR值。LDPC译码器将消息位LLR值初始化为0，并根据校验位LLR值利用置信传播算法计算出消息位的后验对数似然比LLR值，从而估计出消息比特序列。这种设计方法可以尖锐化BER曲线，有效降低安全间隙。对上层加密信息在无线传输过程中形成有力保护，有效阻止窃听者通过窃听信道非法获取有用信息，极大提高通过无线信道窃听和破译加密信息的难度，显著增强无线通信的安全性。
本发明在接收端设计出一种迭代解调译码方法，依次解调译码各个码字。对于当前码字，BPSK解调器首先利用前序码字的先验信息和接收信号估计出该码字校验位的对数似然比LLR值。接着，LDPC译码器将消息位的LLR值初始化为0。根据校验位的LLR值，LDPC译码器利用置信传播算法计算出消息位的后验LLR值，从而得到二元消息比特序列，完成本码字的译码。与传统编译码方法不同，对于各个编码码字，该码字的部分校验位首先与前序码字的消息位进行比特异或运算，再将计算后的比特调制为符号。对于剩余的未参与运算的校验位，直接调制为符号。因此，本发明提出的编译码方法使得码字之间存在联系，一个码字的译码失败会影响后续码字的译码。这种编译码方法不利于具有更差信道质量的窃听者。相比于传统编译码方法，本发明提出的方法所需安全间隙更低，可以适用于更多的无线通信场景。
参阅图4。本发明提供的编译码方法和传统编译码方法进行BER性能比较。仿真中LDPC码码率为0.25，码长为3940，置信传播算法最大迭代次数为200。与传统译码算法相比，本发明编译码方法的BER曲线更加陡峭。利用本发明提供的编译码方法可以显著降低主信道与窃听信道之间的安全间隙(SNRgap)，并在保证主信道正常通信的前提下降低信息被窃取的概率，提升信息安全。
参阅图5。本发明提供的编译码方法和传统编译码方法进行安全间隙性能比较。仿真中LDPC码码率为0.25，码长为3940，置信传播算法最大迭代次数为200。窃听者的BER阈值为0.49，主信道BER阈值为10-5。固定主信道的SNR值，随着主信道与窃听信道SNR差值的增加，窃听信道的SNR值逐渐降低。在相同SNR差值下，与传统译码算法相比，本发明编译码方法对应窃听者的BER性能更差，由此具有更高的通信安全性。当码字个数ρ＝20时，本发明编译码方法将安全间隙从传统编译码方法所需的9.3dB降低为4.6dB。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明无线通信物理层发送端和接收端安全编解信息处理流程图。
图2是图1发送端对多个码字的部分比特进行比特异或运算的示意图。
图3是本发明误比特率BER曲线及安全间隙的示意图。
图4是本发明仿真验证得到的接收端误比特率BER曲线图。
图5是本发明仿真验证得到的窃听者误比特率BER曲线图。
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和要点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
具体实施方式
参阅图1。根据本发明，无线通信发送端利用LDPC编码器对消息比特序列进行编码，并将码字分为消息位和校验位两部分，对发送端相邻码字的部分比特进行比特异或运算，得到新的比特序列；通过串并转换对序列进行处理，利用发送端BPSK调制器将新生成比特以及未参与运算的校验位比特调制为BPSK符号并发送到接收端；接收端根据接收到的BPSK符号和前序码字消息位的先验对数似然比LLR值，解调出码字校验位的对数似然比LLR值，并将该码字校验位的对数似然比LLR值传递给接收端LDPC译码器；接收端LDPC译码器将码字消息位的对数似然比LLR值初始化为0，利用置信传播算法计算出该码字消息位的后验对数似然比LLR值，并将该码字消息位的LLR值传递给接收端BPSK解调器；接收端BPSK解调器根据接收端LDPC译码器反馈的码字消息位先验信息和信道接收符号，对下一个码字校验位的对数似然比LLR值进行解调，得到校验位的对数似然比LLR值并传递给接收端LDPC译码器。接收端LDPC译码器和解调器相互迭代交互信息，如此迭代进行下去，直到译码出所***字的消息位，完成整个解调译码过程。
发送端包括***型LDPC编码器、顺次串联的串并转换模块、序列处理模块和BPSK解调器，接收端包括主AWGN信道、接收端BPSK解调器及接收端LDPC译码器，窃听者包括窃听AWGN信道、BPSK解调器及窃听者LDPC译码器。发送端LDPC编码器利用***型LDPC编码器将长度为k的消息比特序列b编码为长度为n的码字c，通过串并转换模块将码字转换为校验位码cp和消息位码cm。序列处理模块对序列进行处理，将处理产生的校验位码cp和比特序列cn输出至BPSK解调器。对于第i个码字ci，串并转换模块将其分为长度为k的消息位和长度为r＝n-k的校验位两部分，其中r≥k。在消息位比特中，参数i代表消息位比特属于第i个码字，参数m代表该比特为消息位，参数t代表该比特是第t个比特，其中1≤t≤k。在校验位比特中，参数i代表消息位比特属于第i个码字，参数p代表该比特为校验位，参数t代表该比特是第t个比特，其中1≤t≤r。
发送端对ρ个原始码字的部分比特进行比特异或运算，ρ＞1，对于第1个码字，发送端序列处理模块将它的校验位传递给BPSK调制器；对于第i个码字其中1＜i≤ρ，发送端序列处理模块将它的前k位校验位与第(i-1)个码字的消息位进行比特异或运算，得到长度为k的新构造比特序列接着，发送端序列处理模块将长度为k的和长度为r-k的剩余校验位传递给BPSK调制器；BPSK调制器将接收到的ρr个比特调制为符号序列x，并以BPSK符号的形式并传送到接收端。符号序列x分两路分别到达接收端和窃听者。
接收端通过主信道接收到的BPSK符号y。然后，接收端BPSK解调器根据前序码字消息位的先验信息和接收到的BPSK符号，解调出当前码字校验位的LLR值L(cp)，并传递到接收端LDPC译码器。接着，接收端LDPC译码器将该码字消息位的LLR值初始化为0，并利用置信传播算法得到该码字消息位的对数似然比LLR值L(cm)。LDPC译码器将消息位的LLR值转换为二元比特序列估计出发送端发送的消息序列。此外，LDPC译码器将码字消息位的对数似然比LLR值L(cm)传递给接收端BPSK解调器，作为解调下一个码字的先验信息LA(cm)。BPSK解调器根据接收端LDPC译码器反馈的码字消息位LA(cm)先验信息和信道接收符号y，开始对下一个码字校验位的对数似然比LLR值进行解调，如此接收端BPSK解调器和接收端LDPC译码器相互迭代交互信息，直到译码出所***字的消息位，完成整个解调译码过程。
窃听者通过窃听AWGN通道获得BPSK符号z，然后，窃听者BPSK解调器根据前序码字消息位的先验信息和接收到的BPSK符号，解调出当前码字校验位的LLR值L(cp)，并传递到窃听者LDPC译码器，接着，窃听者LDPC译码器将该码字消息位的LLR值初始化为0，并利用置信传播算法得到该码字消息位的对数似然比LLR值L(cm)。窃听者LDPC译码器将消息位的LLR值转换为二元比特序列估计出发送端发送的消息序列。此外，LDPC译码器将码字消息位的对数似然比LLR值L(cm)传递给窃听者BPSK解调器，作为解调下一个码字的先验信息LA(cm)。BPSK解调器根据窃听者LDPC译码器反馈的码字消息位LA(cm)先验信息和信道接收符号y，开始对下一个码字校验位的对数似然比LLR值进行解调，如此窃听者BPSK解调器和窃听者LDPC译码器相互迭代交互信息，直到译码出所***字的消息位，完成整个解调译码过程。
下面对接收端的信息处理过程展开详细叙述。由于窃听者信息处理过程与接收端处理过程完全一致，这里不再进行重复叙述。接收端BPSK解调器接收到双相移相键控BPSK符号序列y＝x+n，接着，接收端BPSK解调器对码字的校验位进行解调，得到其LLR值；接收端BPSK解调器的处理过程分为两种情况，即对第1个码字的解调和对其它ρ-1个码字的解调，其中，n为均值为0、方差为σ2＝N0/2的高斯白噪声序列。
第1个码字解调时，接收端BPSK解调器对它的校验位进行解调，以得到它的校验位的LLR值，对于第t个比特，其LLR值为其中，y为接收到的BPSK符号，σ2为噪声方差。
第i个码字解调时，接收端BPSK解调器对它的校验位进行解调，以得到校验位的LLR值。对于长度为k且与前序码字消息位进行比特异或运算的校验位，它的第t个(t≤k)比特对应的LLR值为
其中，1＜i≤ρ，1≤t≤r，y为接收到的BPSK符号，σ2为噪声方差，是LDPC译码器传递的第(i-1)个码字中第t个消息位比特的先验信息。对于长度为r-k的未经过处理的校验位，它的第t个(k＜t≤r)比特对应的LLR值为其中，y为接收到的BPSK符号，σ2为噪声方差。接下来，接收端LDPC译码器对码字进行译码，得到码字消息位的LLR值并估计出消息比特序列，处理过程分为两种情况，即对前ρ-1个码字的译码和对第ρ个码字的译码；第i个码字译码时，其中1≤i＜ρ，接收端LDPC译码器收到该码字校验位的LLR值序列将该码字消息位的LLR值初始化为0，利用置信传播算法得到消息位的后验LLR值从而估计出发送端传递的消息比特。对于第t个消息比特，其估值为
其中，t≤k，为码字消息位第t个比特译码后的LLR值。LDPC译码器将第i个码字消息位的LLR值传递给BPSK解调器，作为BPSK解调器计算第(i+1)个码字校验位LLR值的先验信息。对于第t个比特，即
第ρ个码字译码时，接收端LDPC译码器收到该码字校验位的LLR值序列，即接收端LDPC译码器将该码字消息位的LLR值初始化为0。接收端LDPC译码器利用置信传播算法得到消息位的后验LLR值从而估计出发送端传递的消息比特。对于第t个消息比特，t≤k，其估值为
其中，为第ρ个码字消息位第t个比特译码后的LLR值。
参阅图2。发送端利用***型LDPC码，将长度为k的消息比特序列编码为长度为n的码字。发送端将第i个码字分为两部分，即长度为k的消息位和长度为r＝n-k的校验位其中r≥k。对于消息位比特参数i代表消息位比特属于第i个码字，参数m代表该比特为消息位，参数t代表该比特是第t个比特。对于校验位比特参数i代表消息位比特属于第i个码字，参数p代表该比特为校验位，参数t代表该比特是第t个比特。
对于第1个码字发送端将它的校验位直接传递给调制器。对于第i个码字其中1＜i≤ρ，发送端将它的部分校验位与上一个码字的消息位进行比特异或运算，得到新的比特序列并传递给调制器。该码字剩余的未参与比特异或运算的校验位也传递给调制器。
接收端LDPC译码器收到第i个码字的校验位的LLR值序列，即接收端LDPC译码器将该码字消息位的LLR值初始化为0。接收端LDPC译码器利用置信传播算法得到消息位的后验LLR值从而估计出发送端传递的消息比特。对于第t个消息比特，t≤k，其估值为
其中，为码字消息位第t个比特译码后的LLR值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变、修改、甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线通信物理层通信安全的编解码方法，具有如下技术特征：无线通信发送端利用LDPC编码器对消息比特序列进行编码，并将码字分为消息位和校验位两部分，对发送端相邻码字的部分比特进行比特异或运算，得到新的比特序列；通过串并转换对序列进行处理，利用发送端BPSK调制器将新生成比特以及未参与运算的校验位比特调制为BPSK符号并发送到接收端；接收端根据接收到的BPSK符号和前序码字消息位的先验对数似然比LLR值，解调出码字校验位的对数似然比LLR值，并将该码字校验位的对数似然比LLR值传递给接收端LDPC译码器；接收端LDPC译码器将码字消息位的对数似然比LLR值初始化为0，利用置信传播算法计算出该码字消息位的后验对数似然比LLR值，完成该码字消息位的译码。接着，接收端LDPC译码器将该码字消息位的LLR值传递给接收端BPSK解调器；接收端BPSK解调器根据接收端LDPC译码器反馈的码字消息位先验信息和信道接收符号，对下一个码字校验位的对数似然比LLR值进行解调，得到校验位的对数似然比LLR值并传递给接收端LDPC译码器。接收端LDPC译码器和解调器相互迭代交互信息，如此迭代进行下去，直到译码出所***字的消息位，完成整个解调译码过程。
2.如权利要求1所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：无线通信发送端包括***型LDPC编码器、顺次串联的串并转换模块、序列处理模块和BPSK解调器，无线通信接收端包括主AWGN信道、接收端BPSK解调器及接收端LDPC译码器，窃听者包括窃听AWGN信道、BPSK解调器及窃听者LDPC译码器。无线通信发送端LDPC编码器利用***型LDPC编码器将长度为k的消息比特序列b编码为长度为n的码字c，通过串并转换模块将码字转换为校验位码cp和消息位码cm，并输出至BPSK解调器；对于第i个码字ci，串并转换模块将其分为长度为k的消息位比特序列和长度为r＝n-k的校验位比特序列两部分，其中r≥k。在消息位比特中，参数i代表消息位比特属于第i个码字，参数m代表该比特为消息位，参数t代表该比特是第t个比特，其中1≤t≤k。在校验位比特中，参数i代表消息位比特属于第i个码字，参数p代表该比特为校验位，参数t代表该比特是第t个比特，其中1≤t≤r。
3.如权利要求2所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：发送端对ρ个原始码字的部分比特进行比特异或运算，ρ＞1。对于第1个码字，发送端序列处理模块将它的校验位传递给BPSK调制器；对于第i个码字发送端序列处理模块将它的前k位校验位与第(i-1)个码字的消息位进行比特异或运算，得到长度为k的新构造比特序列其中1＜i≤ρ。发送端序列处理模块将长度为k的和长度为r-k的剩余校验位比特序列传递给BPSK调制器；BPSK调制器将接收到的ρr个比特调制为符号序列x，并以BPSK符号的形式并传送到接收端，并且符号序列x分两路分别到达接收端和窃听者。
4.如权利要求1所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：接收端通过主信道接收到双相移相键控BPSK符号y后，接收端BPSK解调器根据前序码字消息位的先验信息和接收到的双相移相键控BPSK符号，解调出当前码字校验位的LLR值L(cp)，并传递到接收端LDPC译码器。接收端LDPC译码器将码字消息位的LLR值初始化为0，利用置信传播算法得到该码字消息位的对数似然比LLR值L(cm)，并将消息位的LLR值转换为二元比特序列估计出发送端发送的消息序列。接收端LDPC译码器将码字消息位的对数似然比LLR值L(cm)传递给接收端BPSK解调器，作为解调下一个码字的先验信息LA(cm)。
5.如权利要求4所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：BPSK解调器根据接收端LDPC译码器反馈的码字消息位LA(cm)先验信息和信道接收符号y，开始对下一个码字校验位的对数似然比LLR值进行解调，如此接收端BPSK解调器和接收端LDPC译码器相互迭代交互信息，直到译码出所***字的消息位，完成整个解调译码过程。
6.如权利要求4所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：接收端BPSK解调器接收到双相移相键控BPSK符号序列y＝x+n后，对码字的校验位进行解调并得到其LLR值，其中，n为均值为0、方差为σ2＝N0/2的高斯白噪声序列。接收端BPSK解调器的处理过程分为两种情况，即对第1个码字的解调和对其它ρ-1个码字的解调；在第1个码字解调时，接收端BPSK解调器对它的校验位进行解调，以得到它的校验位的LLR值，对于第t个比特，其LLR值为
其中，1≤t≤r，y为接收到的双相移相键控BPSK符号，σ2为噪声方差。
7.如权利要求4所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：在第i个(1＜i≤ρ)码字解调时，接收端BPSK解调器对它的校验位进行解调，以得到校验位的LLR值；对于长度为k且与前序码字消息位进行比特异或运算的校验位，它的第t个(t≤k)比特对应的LLR值为
对于长度为r-k的未经过处理的校验位，它的第t个(k＜t≤r)比特对应的LLR值为
其中，y为接收到的BPSK符号，σ2为噪声方差，是LDPC译码器传递的第(i-1)个码字中第t个消息位比特的先验信息。
8.如权利要求4所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：接收端LDPC译码器对码字进行译码，得到码字消息位的LLR值并估计出消息比特序列，处理过程分为对前ρ-1个码字的译码和对第ρ个码字的译码两种情况，第i个(1≤i＜ρ)码字译码时，接收端LDPC译码器收到该码字校验位的LLR值序列将该码字消息位的LLR值初始化为0，利用置信传播算法得到消息位的后验LLR值从而估计出发送端传递的消息比特；对于第t个消息比特，其估值为其中，t≤k，为码字消息位第t个比特译码后的LLR值。
9.如权利要求4所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：接收端LDPC译码器将第i个(1≤i＜ρ)码字消息位的LLR值传递给BPSK解调器，作为BPSK解调器计算第(i+1)个码字校验位LLR值的先验信息；对于第t个比特
10.如权利要求4所述的无线通信物理层通信安全的编解码方法，其特征在于：第ρ个码字译码时，接收端LDPC译码器收到该码字校验位的LLR值序列接收端LDPC译码器将码字消息位的LLR值初始化为0，利用置信传播算法得到消息位的后验LLR值估计出发送端传递的消息比特；对于第t个消息比特，t≤k，其估值为其中，为第ρ个码字消息位第t个比特译码后的LLR值。
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