[發明專利]一種基于物理層安全傳輸的多播方法及裝置

有效

• 申請號: 201810456911.3
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108738133B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 陳雷;拱寶富;孟凡瑞;左國瑞;賈杰;王冰霞;黃子琪
• 申請（專利權）人: 中國刑事警察學院
• 主分類號: H04L1/04
• 分類號: H04L1/04;H04L1/00;H04W72/00;H04W72/04;H04W72/08;H04W12/02;H04L25/02
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;項京

1.一種基于物理層安全傳輸的多播方法，其特征在于，應用于基站，所述方法包括：

根據導頻訓練序列估計每個多播用戶的信道狀態信息；

當第一數量小于第二數量時，根據估計得到的每個多播用戶的信道狀態信息，獲得每一待接收數據的多播用戶分別在各個子載波上的保密容量，從所獲得的最大保密容量對應的多播用戶中確定數量滿足預設條件的目標多播用戶，并將所述目標多播用戶所對應最大保密容量對應的子載波確定為目標子載波；其中，所述第一數量為：基站所配置天線的數量，所述第二數量為：待接收數據的多播用戶設有的天線數量之和，所述預設條件為：目標多播用戶的數量小于所述第一數量；

根據估計得到的多播用戶的信道狀態信息，將所述目標子載波分別加載到目標多播用戶對應的主信道的零空間內，得到每個目標多播用戶的目標信道；

在每個目標多播用戶的所述目標信道零空間內分別對應引入人工噪聲，并將人工噪聲和待發送的數據進行疊加，將疊加后的信號通過每個目標多播用戶的目標信道進行發送。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據導頻訓練序列估計每個多播用戶的信道狀態信息之后，所述方法還包括：

當第一數量不小于第二數量時，在待接收數據的多播用戶的主信道的零空間內分別對應引入人工噪聲，并將人工噪聲和待接收的數據進行疊加，將疊加后的信號通過每個待接收數據的多播用戶的主信道進行發送。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述待發送的數據包括：采用精細可伸縮性視頻編碼FGS算法對原始發送數據編碼得到的一個基本層數據和多個增強層數據。

4.如權利要求2～3中任一項所述的方法，其特征在于，按照以下方式生成所述人工噪聲：

根據所述導頻訓練序列，得到第k個目標多播用戶在子載波n上所對應的主信道增益矩陣H_k,n與竊聽信道增益矩陣H_e,n；其中，k為第k個目標多播用戶的序號，n為子載波的序號，n小于或等于所述子載波的總數；

根據得到的H_k,n，在每個目標多播用戶的主信道的零空間中隨機生成均值為0且滿足H_k,nA_n＝0的人工噪聲A_n。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據估計得到的每個多播用戶的信道狀態信息，獲得每一待接收數據的多播用戶分別在各個子載波上的保密容量，從所獲得的最大保密容量對應的多播用戶中確定數量滿足預設條件的目標多播用戶，并將所述目標多播用戶所對應最大保密容量對應的子載波確定為目標子載波，包括：

根據估計得到的每個多播用戶的信道狀態信息，獲得每一待接收數據的多播用戶分別在各個子載波上的保密容量，按照第一表達式從所獲得的最大保密容量對應的多播用戶中確定數量滿足預設條件的目標多播用戶，并將所述目標多播用戶所對應最大保密容量對應的子載波確定為目標子載波；

所述第一表達式為：

其中，α_n>β_n、p_n≥0、w_k,n＝{0,1},和

為第k個多播用戶在子載波n上的保密速率，B為多播用戶所使用的總帶寬，α_n為子載波n在多播用戶信道上的信道增益，β_n為子載波n在竊聽信道上的信道增益，為主信道上的噪聲的加性高斯白噪聲的方差，為竊聽信道上的噪聲的加性高斯白噪聲的方差，ω_n為基站在子載波n上的波束賦形矢量，H為共軛矩陣，L_n為目標多播用戶的總數，N為子載波總數，p_n為基站決定給子載波n分配的功率；

P_T為基站總功率；為滿足第k個多播用戶的保密QoS需求時所需要的保密速率，K為在所述多播組中多播用戶的總數量，為人工噪聲的方差；

w_k,n是0或1，用于表示第k個多播用戶是否使用子載波n，如果所述多播用戶使用子載波n，則w_k,n為1，如果所述多播用戶未使用子載波n，則w_k,n為0，為所有。