[發明專利]使用發射天線陣列隨機組合旋轉的無線通信安全傳輸方法

有效

• 申請號: 201210521374.9
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103002440A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 穆鵬程;殷勤業;左莎琳;王慧明;王文杰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04L25/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種使用發射天線陣列隨機組合旋轉的無線通信安全傳輸方法，采用的通信系統模型包括：一套多天線的基站、一個單天線移動端和一個多天線移動端，其中，單天線移動端作為期望用戶，多天線移動端作為竊聽用戶，基站與期望用戶之間構成通信對，其特征在于，包括如下步驟：

a)期望用戶首先向基站發送未加密的請求信息，該請求信息同時包含用于信道估計的導頻序列；

b)基站接收請求信息，利用導頻序列估計出通信對之間的信道h_AB，考慮到時分雙工并且信道慢變，基站向期望用戶方向的信道與期望用戶向基站方向的信道是相同的，均為h_AB；

c)基站然后：

（1）將要發送的比特調制為星座點符號b(n)，n=1、2、3、…；

（2）發射b(n)前，將所有的0J根天線隨機劃分為兩組：第一組有J₁根天線，天線的標號組合記為第二組有J₂根天線，天線的標號組合記為并且有S₁∪S₂={1,2,...,J}和J₁+J₂=J；記第一、二組天線的加權系數分為為w₁(n)、w₂(n)，其中：

w₂(n)：假設S₂中標號為i的天線與接收天線之間的信道為記對加權系數w₂(n)的各個分量依據相應的信道分別進行旋轉，設i∈S₂，其中α_i為非負的隨機變量，這樣得到的w₂(n)將使基站的發射信號分別經過h_AB,i作用后在期望用戶處同相疊加；

w₁(n)：首先隨機生成J₁維列向量假設其中：為第一組J₁根天線與接收天線之間的信道向量，r和分別為幅度和相位；然后對加權系數w₁(n)整體進行旋轉，取這樣得到的w₁(n)將使基站的發射信號經過信道h_AB，1作用后在期望用戶處非同相疊加，但非同相疊加后的結果h_AB，1w₁(n)將與同相疊加，i∈S₂；

每發射一個符號，按照以上方法設計各組天線的加權系數，使加權系數快速變化，利用加權系數對待發送的星座點符號b(n)進行加權，最后按照指定的等效功率將加權后的符號在J根天線上發射出去；

d)期望用戶接收到加權符號，利用最大似然方法解碼其中P_e表示基站的等效功率，x(n)表示對應于一種相位調制方式的星座點，y(n)表示期望用戶接收到的信號；

e)竊聽用戶接收到加權符號，即使在獲得通信對之間、基站和竊聽用戶之間信道信息的前提下，由于基站處理使得加權系數快速變化而無法利用最大似然方法正確解碼，若直接利用最大似然方法解碼，則誤碼率為50%。

2.如權利要求1所述的使用發射天線陣列隨機組合旋轉的無線通信安全傳輸方法，其特征在于，所述基站的天線個數大于竊聽用戶的天線個數。