[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用空間調(diào)制技術(shù)的物理層安全傳輸方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611141521.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106850012A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐靜;張亞;高貞貞;任品毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/0413
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/0413;H04B7/06;H04K3/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種利用空間調(diào)制技術(shù)的物理層安全傳輸方法，其特征在于：利用預(yù)編碼輔助的廣義正交空間調(diào)制技術(shù)，發(fā)送者將待發(fā)送的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行編碼，得到原始待發(fā)送符號(hào)s以及接收天線(xiàn)的序號(hào)；對(duì)原始待發(fā)送符號(hào)s進(jìn)行信號(hào)空間分集，得到待發(fā)送符號(hào)再按照接收天線(xiàn)序號(hào)映射為預(yù)編碼前的發(fā)送符號(hào)x；利用發(fā)送者和合法用戶(hù)間的信道狀態(tài)信息獲得迫零預(yù)編碼矩陣；利用發(fā)送者和合法用戶(hù)間的信道狀態(tài)信息，在其零空間添加人工噪聲并進(jìn)行最優(yōu)功率分配。

2.如權(quán)利要求1所述的利用空間調(diào)制技術(shù)的物理層安全傳輸方法，其特征在于：對(duì)原始待發(fā)送符號(hào)s進(jìn)行信號(hào)空間分集，得到待發(fā)送符號(hào)其中：N_a為發(fā)送者的天線(xiàn)數(shù)，是N_a點(diǎn)的快速傅里葉逆變換矩陣，其(m,n)元素為

3.如權(quán)利要求1所述的利用空間調(diào)制技術(shù)的物理層安全傳輸方法，其特征在于：利用發(fā)送者和合法用戶(hù)間的信道矩陣H求得迫零預(yù)編碼矩陣，在合法用戶(hù)信道的零空間添加人工噪聲并進(jìn)行最優(yōu)功率分配，具體步驟如下：

在發(fā)送端，利用待發(fā)送的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行編碼，得到預(yù)編碼前的發(fā)送符號(hào)x，再利用發(fā)送者和合法用戶(hù)間的信道矩陣H求得迫零預(yù)編碼矩陣θ為功率分配系數(shù)；

然后，對(duì)信道矩陣H進(jìn)行SVD分解，H＝U[D 0][V₁ V₀]^H，求出其零空間V₀，并在其零空間添加人工噪聲V₀r，r中元素為均值為0，方差為的復(fù)高斯隨機(jī)變量，N_a和N_b分別為發(fā)送者和合法用戶(hù)的天線(xiàn)數(shù)；

最后，通過(guò)對(duì)θ進(jìn)行一維搜索以最大化保密容量求得最優(yōu)的功率分配θ，其中：

R_sec(θ)＝[R_b(θ)-R_e(θ)]⁺，

$R_b\left(\mathrm{\θ}\right)=\log \left(M^{N_p}{N}^2\right)-\frac{1}{M^{N_p}{N}^2}\underset{\mathrm{\τ}=1}{\overset{M^{N_p}{N}^2}{\Σ}}{E}_{n_b}\[\log \underset{\mathrm{\ϵ}=1}{\overset{M^{N_p}{N}^2}{\Σ}}\exp \left(\frac{-\left|\right|\mathrm{\θ}(x_{\mathrm{\τ}}-x_{\mathrm{\ϵ}})+n_b|{|}^2+|\left|n_b\right|{|}^2}{{\mathrm{\σ}}_{n_b}^2}\right)\],$

$R_e\left(\mathrm{\θ}\right)=\log \left(M^{N_p}{N}^2\right)-\frac{1}{M^{N_p}{N}^2}\underset{\mathrm{\τ}=1}{\overset{M^{N_p}{N}^2}{\Σ}}{E}_{H,G,{\stackrel{\‾}{n}}_e}\[\log \underset{\mathrm{\ϵ}=1}{\overset{M^{N_p}{N}^2}{\Σ}}\exp \left(\frac{-\left|\right|GP(x_{\mathrm{\τ}}-x_{\mathrm{\ϵ}})+{\stackrel{\‾}{n}}_e|{|}^2+|\left|{\stackrel{\‾}{n}}_e\right|{|}^2}{{\mathrm{\σ}}_{{\stackrel{\‾}{n}}_e}^2}\right)\]$

N_p是激活的接收天線(xiàn)數(shù)，M是星座點(diǎn)數(shù)，n_b和n_e為發(fā)送者和竊聽(tīng)用戶(hù)的接收噪聲，G為發(fā)送者和竊聽(tīng)用戶(hù)之間的信道。