1.增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建通信系统模型，根据构建的系统模型得到系统可达保密速率；

(2)以可达保密速率最大化为优化目标，构造在发送功率约束条件下功率分配和人工噪声协方差矩阵的联合优化数学模型；

(3)将步骤(2)中的数学模型转化成一个两层优化问题，第一层优化问题确定最优功率分配因子，第二层优化问题为功率分配因子给定下子载波功率分配和人工噪声协方差矩阵的迭代优化；

(4)通过迭代获得最优功率分配因子、所有子载波的功率分配以及人工噪声协方差矩阵。

2.根据权利要求1所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：所述通信系统模型在常规OFDM安全通信系统的基础上，发送端发送的信号先叠加时域零空间人工噪声，经过TR预滤波器后进入多径信道，所述TR预滤波器为常规匹配预滤波器。

3.根据权利要求1或2所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：所述步骤(1)包括对合法接收端和窃听端的可达保密速率进行建模，具体如下：合法端和窃听端的接收信号表示为：

cp cp H 1/2 1/2 cp

yB＝FR H0(T FP s+a)+w＝HP s+FR H0a+wcp cp H 1/2 1/2 cp

yE＝FR G0(T FP s+a)+v＝GP s+FR G0a+vT

其中，s＝[s1,s2,…,sN]是零均值、单位方差的信息符号矢量，F为傅里叶变换矩阵，P＝cp cpdiag(P1,P2,…,PN)是子信道功率对角矩阵，T 和R 分别为插入和去除CP矩阵，w和v分别为合法端和窃听者端的信道加性噪声矢量，a为人工噪声矢量，将人工噪声设计成a＝Qz，其中z是一个高斯随机向量，服从 其中，∑z为z的对角协方差矩阵，Q为半酉矩cp cp阵，其列向量张成R H0的零空间，满足R H0Q＝0，将发送端IFFT到接收端FFT间的发送、接收cp cp H处理过程和多径信道看成等价的频域并行信道，即令H＝FR H0T F ＝diag(H1,H2,…,HN)，Gcp cp H＝FR G0T F ＝diag(G1,G2,…,GN)，H0和G0分别为等效合法信道和等效窃听信道对应的Toeplitz信道矩阵，分别表示为：其中L为信道多径数目， g[l]、hB

[l]、hE[l]分别表示TR预滤波器的脉冲响应，发送端到合法接收端和窃听端的信道脉冲响应。

4.根据权利要求3所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：所述系统可达保密速率为式中，N为OFDM子载波个数，Hi和Gi分别表示从发送端到合法端和窃听端的第i个子信道T cp T的复信道系数，Pi表示第i个子信道上分配的信号功率，qi＝fiR G0Q，其中fi是FFT矩阵F的+第i行，[x]表示取0和x两者中的最大值。

5.根据权利要求4所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：步骤(2)所述数学模型以发送总功率为约束条件，以系统保密速率为优化目标，具体为：发送功率约束条件为：

式中Pmax是每个子信道允许的平均最大发射功率，等价于将发送总功率限制为NPmax；

优化问题构造为：

6.根据权利要求5所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：步骤(3)所述优化问题转换为一个等价的优化问题，具体包括：P和∑z在迭代求解过程中要求发送数据符号和人工噪声的功率是固定的,引入功率分配因子α∈[0,1]为人工噪声功率与总功率的比值，则1‑α为分配给数据符号功率的比例，所述优化问题等价为：

0≤α≤1

进一步将优化问题转换为一个等价的两层优化问题：第1层优化问题为在α的取值范围内寻找使目标函数最大的s.t.0≤α≤1

其中 为α固定下，以P和∑z为变量的保密速率的最大值，即第2层优化问题为在功率分配因子给定下，人工噪声协方差矩阵和功率分配的优化：

7.根据权利要求6所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：所述第2层优化问题分解为两个需要进行迭代求解的子问题，子问题一为在人工噪声的协方差阵∑z固定下，优化子载波的功率分配P使保密速率最大化：人工噪声的协方差阵∑z给定的情况下，优化子问题一为一个凸优化问题，用一阶KKT条件求解，得到功率最优解的表达式为*

最优解Pi是关于λ的函数，而λ由功率约束条件，即KKT条件确定为：其中， 从而将优化问题转化为求解最优拉格朗日乘子的问题；

子问题二为在子载波的功率分配P固定下，优化人工噪声的协方差阵∑z使窃听信道容量最小化：

8.根据权利要求7所述增强OFDM系统安全性能的时间反转滤波、功率分配与人工噪声设计方法，其特征在于：步骤(4)所述迭代算法具体为，采用黄金分割法进行求解第1层优化问题，求解的搜索过程中，需要根据黄金分割点对应的α值进行第2层优化问题的求解；通过迭代的方式，不断缩小搜索区间，直至区间对应的两个α值的保密速率之间的差值小于某个预先设定的值为止；第2层优化问题的求解具体为为∑z赋一个初始值 在该 下求解(1)子问题一，得到功率分配的解P ，代入子问题二中，求解得到人工噪声协方差阵的解再代入子问题一中，进行第2轮迭代；如此重复迭代，直到收敛。