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专利号: 2021106456658
申请人: 西安邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种兼顾安全和干扰管理的传输方法,应用于包括目标通信对,干扰通信对和窃听者的混合无线通信网络,所述目标通信对包括目标通信发射机和目标通信接收机,所述干扰通信对包括干扰通信发射机和干扰通信接收机,其特征在于,包括以下步骤:(1)目标通信发射机和干扰通信发射机均与一个控制器相连,目标通信接收机与干扰通信接收机分别估计自己与对应的发射机之间的信道状态信息,并将所述信道状态信息反馈给自己对应的发射机,目标通信发射机和干扰通信发射机通过控制器共享各自的信道状态信息;

(2)目标通信对和干扰通信对分别根据各自的信道状态信息设计通信预编码向量与滤波向量;

(3)目标通信发射机根据信道状态信息、通信预编码向量、滤波向量和兼顾安全的干扰管理STIM信号的最大可用功率,计算STIM信号的预编码向量pSTIM,并确定STIM信号的发射功率PSTIM,以使当STIM信号的最大可用功率小于完全消除干扰在目标通信上的投影所需的功率时,pSTIM使STIM信号与干扰在目标通信信号上的投影分量反向;当STIM信号的最大可用功率大于等于完全消除干扰在目标通信上的投影所需的功率时,目标通信发射机根据自身的发射功率Pt,将完全消除干扰在目标通信上的投影后剩余的发射功率分配在与目标通信信号正交的方向上;

(4)目标通信发射机根据预编码向量pSTIM和分配给STIM信号的发射功率PSTIM,构造STIM信号sSTIM;目标通信发射机将STIM信号sSTIM与目标通信信号一同发给目标通信接收机,并使用sSTIM对目标通信接收机受到的干扰进行管理;

(5)目标通信接收机使用滤波向量f0对包括STIM信号、目标通信信号和干扰的混合信号进行处理,以恢复出数据x0,数据x0为目标通信发射机向目标通信接收机发送的数据,目标通信接收机根据目标通信对之间的信道矩阵HAB设计目标通信的滤波向量f0。

2.根据权利要求1所述的兼顾安全通信与干扰管理的传输方法,其特征在于,步骤(3)中目标通信发射机根据信道状态信息、通信预编码向量、滤波向量和兼顾安全的干扰管理STIM信号的最大可用功率,计算预编码向量,包括以下步骤:(3a)目标通信发射机根据干扰通信预编码向量p1、目标通信预编码向量p0与滤波向量f0,计算目标通信信号的方向dw=HABp0/||HABp0||,以及干扰在目标通信信号上的投影分量其中 是关于目标通信信号的投影矩阵,上标H表示复Q In

共轭,干扰与目标通信信号正交的分量为i =i‑i ,干扰通信预编码向量p1为干扰通信发射机根据干扰通信对之间的信道矩阵HTB设计的预编码向量,目标通信预编码向量p0为目标通信发射机根据目标通信对之间的信道矩阵HAB设计的预编码向量;

(3b)目标通信发射机根据目标通信对之间的信道矩阵HAB以及投影分量,计算完全消除干扰在目标通信信号上的投影分量所需的功率(3c)目标通信接收机的信噪比需满足 γth表示目标通信接收机正常解码信号所需的最小信噪比,目标通信发射机计算出使 成立所需的最小发射功率 目标通信滤波向量f0为目标通信接收机根据目标通信对之间的信道矩阵HAB设计的向量;

(3d)目标通信发射机根据总的发射功率PSTIM以及目标通信信号最小发射功率Pw计算STIM信号的可用功率PSTIM=Pt‑Pw;

(3e)目标通信发射机判断STIM信号的可用功率是否足够完全消除干扰在目标通信信号上的投影分量,当满足PSTIM<Pis时,将STIM信号的可用功率PSTIM全部用于干扰管理,STIM信号的预编码向量 当满足PSTIM≥Pis时,将STIM信号写作In Q

sSTIM=‑i +βi ,其中β是一个实数系数,决定STIM信号在与目标通信信号正交的方向上的强度,根据 计算得到 则STIM信号的预编码向量

3.根据权利要求1所述的兼顾安全通信与干扰管理的传输方法,其特征在于,步骤(4)中目标通信发射机构造STIM信号,包括有如下步骤:(4a)目标通信发射机确定分配给STIM信号的功率PSTIM=Pt‑Pw;

(4b)目标通信发射机根据STIM信号的预编码向量pSTIM以及干扰携带的数据x1,构造STIM信号 干扰数据x1为干扰通信发射机向干扰通信接收机发送的数据。

4.根据权利要求1所述的兼顾安全通信与干扰管理的传输方法,其特征在于,步骤(5)包括以下步骤:

(5a)目标通信接收机收到的包括STIM信号、目标通信信号和干扰的混合信号为等式右边第一项是目标通信信号,第二项是STIM信号,第三项是受到的干扰,第四项是目标通信接收机处的噪声用nB;

(5b)目标通信接收机使用滤波向量f0对接收到的混合信号进行滤波处理,当PSTIM<Pis时,滤波后的估计信号为 其中上标H表示复共轭,该等式右边第二项为目标通信接收机处的残留干扰;当PSTIM≥Pis时,目标通信接收机受到的干扰被完全消除,滤波后的估计信号为

5.一种应用权利要求1~4任意一项所述兼顾安全通信与干扰管理的传输方法的通信系统。