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专利号: 2015103469222
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于波束成形和安全编码联合的无条件安全通信模型建立方法,其特征在于:它包括如下步骤:S1:合法接收用户发送导频序列RS给合法发送用户,RS分别经过合法信道和窃听信道到达合法发送用户,合法信道矩阵为H1,窃听信道矩阵为H2;

S2:合法发送用户接收合法接收用户发来的导频序列Yrs,导频序列Yrs由导频序列RS经过合法信道瑞利衰落后得到的,即:YRS=H1*RS+n (1)采用LS算法做上行信道估计:

-1

H_esti=YRS*RS (2)得到H_esti,对H_esti做转置处理,得到H1esti;

S3:将合法发送用户即将发送的二进制比特X’_bits做调制后得到复值符号X’;

S4:提取H1esti中的CSI,对H1esti进行SVD分解:H

H1esti=UDV (3)取出V中对应于最大奇异值的列向量,组成预编码矩阵W;

S5:发射端对X’做SVD预编码处理得到W*X’,并发送出去;

S6:经过合法信道和窃听信道后分别被合法接收用户和窃听用户接收,其中合法接收用户接受到信号Y1’,Y1’表示为:Y1'=H1*WX'+n1 (4)窃听用户接收到信号Y2’,Y2’表示为:Y2'=H2*WX'+n2 (5)S7:合法接收用户和窃听用户分别在接收端对接收到的信号做判决和译码处理,恢复信号比特:合法接收用户在接收端用矩阵He=H1*W对接收到的Y1’做MMSE译码处理:-1 2 -1 -1

X1'=(He He+I*σ) He *Y1' (6)然后对X1’做判决和解调后,得到二进制比特流X’_bits1,然后和原始比特流X’_bits对比计算误码率BER1’;

窃听用户在接收端用矩阵HE=H2*W对接收到的Y2’做MMSE译码处理:-1 2 -1 -1

X2'=(HE HE+I*σ) HE *Y2' (7)然后对X2’做判决和解调后,得到二进制比特流X’_bits2,然后和原始比特流X’_bits对比计算误码率BER2’;

S8:根据误码率BER2’,计算安全编码参数,确认安全编码秘密码;

S9:将合法发送用户即将发送的二进制比特X_bits先进行安全编码,然后做调制后得到复值符号X,而W*X即为发射端对X做预编码处理并发送出去的信号;

S10:合法发送用户发送出预处理后的信号后,经过合法信道和窃听信道后分别被合法接收用户和窃听用户接收,其中合法接收用户接受到信号Y1,Y1表示为:Y1=H1*WX+n3 (8)窃听用户接收到信号Y2,Y2表示为:Y2=H2*WX+n4 (9)S11:合法接收用户和窃听用户分别在接收端对接收到的信号做判决和译码处理,恢复信号比特:合法接收用户在接收端用矩阵He=H1*W对接收到的Y1做MMSE译码处理:-1 2 -1 -1

X1=(He He+I*σ) He *Y1 (10)然后对X1做判决和解调后,得到二进制比特流X_bits1,对X_bits1做安全译码,得到传递的信号;

窃听用户在接收端用矩阵HE=H2*W对接收到的Y2做MMSE译码处理:-1 2 -1 -1

X2=(HE HE+I*σ) HE *Y2 (11)然后对X2做判决和解调后,得到二进制比特流X_bits2,对X_bits2做安全译码,得到窃听到的信号;

其中n、n1、n2、n3、n4为随机高斯白噪声,I为单位矩阵,σ为高斯噪声白的方差;

由于窃听用户缺乏合法信道H1的信息,故无法解除接收到的信号的预编码处理,误码率高。

2.根据权利要求1所述的基于波束成形和安全编码联合的无条件安全通信模型建立方法,其特征在于:所述的步骤S3中的调制方式为16QAM、64QAM、QPSK、8PSK和BPSK中的任意一种;步骤S7和S11中的解调方式与调制方式相对应。

3.根据权利要求1所述的基于波束成形和安全编码联合的无条件安全通信模型建立方法,其特征在于:所述的步骤S7和步骤S11中的判决方式为软判决。