提高MIMO安全通信系统的安全速率的方法和系统

摘要

本发明涉及一种提高MIMO安全通信系统的安全速率的方法和系统，该提高MIMO安全通信系统的安全速率的方法，通过联合波束成形和天线子阵形成策略，在发射端的最大发送功率和天线子阵矩阵中非零元素个数的约束下，实现最大安全速率，从而能在大大降低系统硬件成本的情况下，得到较高的安全速率。

主权项

一种提高MIMO安全通信系统的安全速率的方法，其特征在于，包括：合法发射机向合法接收机和窃听者发送信息；其中，合法发射机的发送信号为：其中M为所述合法发射机的天线数；所述窃听者和所述合法接收机接收信息，所述合法接收机对接收信号进行天线子阵形成处理得到所述合法接收机的处理接收信息；其中，所述合法接收机的处理接收信号为：其中，y_B＝Hx+n_B,是指所述合法接收机的接收信息，H表示所述合法发射机到所述合法接收机之间的信道响应矩阵，所述n_B表示所述合法接收机的零均值、单位方差的加性高斯白噪声,是天线子阵形成矩阵，K表示所述天线子阵形成矩阵中非零元素的个数，L表示所述合法接收端所包含的射频链路的数量，N₁表示所述合法接收端的天线数；根据发射端的传输协方差矩阵和所述合法机接收端的处理接收信息分别得到所述合法接收机和所述窃听者的可达速率；其中，所述合法接收机的可达速率为：所述窃听者的可达速率为：其中，是所述合法发射机的传输协方差矩阵，G表示所述合法发射机到所述窃听者之间的信道响应矩阵，I表示单位矩阵；联合所述天线子阵形成矩阵和所述传输协方差矩阵与所述合法接收机和所述窃听者的可达速率之间的约束问题，在所述合法发射机的最大发送功率和所述天线子阵形成矩阵中非零元素的约束下，得到所述安全通信系统的安全速率最大化的最大安全速率；其中，所述约束问题为：R_s(F,W)＝C_B‑C_E.。