[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

本發明實施例提供了一種基于物理層安全傳輸的多播方法及裝置，該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，根據估計的信道狀態信息，獲得保密容量，從所獲得的最大保密容量對應的多播用戶中確定目標多播用戶，并將最大保密容量對應的子載波確定為目標子載波；根據估計的信道狀態信息，將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，得到目標信道；在每個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。本發明實施例提供的方案在保證多播組中每個用戶的不同保密QoS需求時，能夠保證數據的正確性。

技術領域

本發明涉及無線通信的安全多播傳輸技術領域，特別是涉及一種基于物理層安全傳輸的多播方法及裝置。

背景技術

隨著寬帶無線通信技術的發展，5G網絡正朝著多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進。基于OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交頻分多址接入)的多媒體廣播/多播(MBMS，Multimedia Broadcast Multicast Service，簡稱多播)技術可以利用同一時頻資源為多個用戶傳輸相同的業務。由于發射端即基站端和各個用戶之間的無線信道存在差異，因此多播傳輸中需要統籌考慮發射端和所有用戶之間的無線信道信息。傳統的多播傳輸中，為了保證所有用戶均能正確接收數據，多播傳輸速率受限于多播系統中最差用戶的信道容量，這種傳輸模式下，即使信道質量較好、能夠支持很高數據傳輸速率的用戶，也只能按照多播系統中最差用戶能夠接收的多播傳輸速率進行多播傳輸。因此，傳統多播無法充分利用各個用戶的接收能力，多播傳輸速率很低，多播系統吞吐量性能較差。

為了滿足多播用戶的QoS需求，提升多播系統吞吐量等系統性能，目前提出了一種物理層安全傳輸的多播方法，該方法是在發送端采用多根天線進行發送和接收數據，接收方為多播用戶，每個多播用戶采用單天線發送和接收數據，其中，基站端通過導頻訓練序列得到每個多播用戶即合法用戶的信道狀態信息后，在該合法用戶的主信道內添加人工噪聲，以使竊聽用戶受到人工噪聲干擾，而無法接收到正確的數據。應用該方法雖然能夠安全傳輸數據，但是該方法在發送端天線數量低于接收端天線數量時，難以在眾多合法用戶的信道矢量的正交空間產生有效的人工噪聲，即使產生了人工噪聲，也會破壞合法用戶接收到的信號，進而無法保證接收數據的正確性。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種基于物理層安全傳輸的多播方法及裝置，在保證多播組中每個用戶的不同保密QoS需求時，能夠保證數據的正確性。具體技術方案如下：

一種基于物理層安全傳輸的多播方法，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。

進一步地，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：