主权项 |
一种多天线安全通信系统中基于信道估计的有限反馈传输方法,其特征在于,该传输方法包括以下步骤:步骤1)基站配置M根天线,合法用户和窃听者均配置单天线,基站至合法用户的完美信道向量为h,基站至窃听者的完美信道向量为g;其中,M为正整数;步骤2)合法用户通过基站发送的λM个正交导频信号估计基站至合法用户的信道,得到估计信道向量<img file="FDA0000645096170000011.GIF" wi="86" he="74" />其中,λ表示<img file="FDA0000645096170000012.GIF" wi="51" he="75" />所对应的每根天线进行信道估计时所采用的导频符号数目;合法用户依据式(1)计算出信道量化所需比特数B:B=(M‑1)[log<sub>2</sub>ξ‑log<sub>2</sub>(ξ‑D)] 式(1)其中,<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>ξ</mi><mo>=</mo><mi>b</mi><mo>+</mo><mi>M</mi><msub><mi>φ</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>σ</mi><mi>e</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>D</mi><mo>=</mo><mi>M</mi><msub><mi>φ</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>σ</mi><mi>e</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>φ</mi><mn>1</mn></msub><msubsup><mi>σ</mi><mi>e</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mi>M</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><msub><mi>φ</mi><mn>2</mn></msub><msubsup><mi>σ</mi><mi>e</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000645096170000013.GIF" wi="1355" he="98" /></maths><img file="FDA0000645096170000014.GIF" wi="63" he="77" />表示合法用户的信道估计误差,<img file="FDA0000645096170000015.GIF" wi="286" he="133" />φ<sub>1</sub>表示有用信号的功率,φ<sub>1</sub>=αP,φ<sub>2</sub>表示人工噪声的功率,<img file="FDA0000645096170000016.GIF" wi="326" he="143" />P表示基站的信号总发送功率,α表示基站的有用信号功率的分配因子,安全通信系统的速率损失阈值为log<sub>2</sub>b bps/Hz;步骤3)合法用户根据式(1)计算出量化所需比特数B,用长度为2<sup>B</sup>的码本量化归一化向量<img file="FDA0000645096170000017.GIF" wi="145" he="101" />得到量化值在码本中的索引号,符号||||表示向量的模,合法用户将量化的索引号通过上行信道反馈给基站,基站根据索引号从码本中得到向量<img file="FDA0000645096170000018.GIF" wi="122" he="99" />的量化值<img file="FDA0000645096170000019.GIF" wi="66" he="77" />从而得到有用信号的发送预编码向量f和人工噪声的发送预编码矩阵W,其中,<img file="FDA00006450961700000110.GIF" wi="379" he="86" />矩阵<img file="FDA00006450961700000111.GIF" wi="80" he="86" />的所有列组成了向量<img file="FDA00006450961700000112.GIF" wi="44" he="70" />零空间的标准正交基;步骤4)基站得到f和W后,发送信号向量为<img file="FDA00006450961700000113.GIF" wi="445" he="96" />其中s为有用信号,a为人工噪声,φ<sub>1</sub>=αP,<img file="FDA00006450961700000114.GIF" wi="328" he="140" />合法用户的接收信号为<img file="FDA00006450961700000115.GIF" wi="83" he="75" /><img file="FDA00006450961700000116.GIF" wi="719" he="92" />窃听用户的接收信号为<img file="FDA00006450961700000117.GIF" wi="119" he="76" /><img file="FDA0000645096170000021.GIF" wi="680" he="94" />其中,z<sub>b</sub>为合法用户的噪声,z<sub>e</sub>为窃听用户的噪声,上标H表示矩阵的共轭转置。 |