異值矩陣計(jì)算全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率。
[0034] 所謂"一輪更新"，指的是將步驟202和203執(zhí)行完一次，第一奇異值矩陣和第二奇 異值矩陣都得到了一次更新。
[003引馬=化0^1)，於+1，) + &地噸，於"))-^姑**。，於+1帶
[0036] 其中，R2表示根據(jù)第k+1輪更新得到的第一奇異值矩陣if |>和第二奇異值矩陣 知十算出的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率，IXT =max(，，0);
[0037] 第一信源的可達(dá)速率Ra(Xl，X2) = l〇g( l+SINRa(Xl，X2))
[o03引第一信源的接收端的信干比貓鎖。:始，起)=碼乂擊。：
[0039] 第二信源的可達(dá)速率化(Xi，X2) = log(l+SINRb(Xi，X2))
[0040] 第二信源的接收端的信干比紐^&化，把）=巧X南,6
[0041] 竊聽(tīng)者的最大和速率巧化，義?）= Iogd +巧義擊,1. +??擊。)。
[0042] 步驟205是發(fā)射預(yù)編碼矩陣輸出步驟：當(dāng)最近兩次計(jì)算得到的全雙工保密通信系 統(tǒng)的安全和速率的差值不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)，用最近一輪更新得到的第一奇異值矩 陣和第二奇異值矩陣計(jì)算第一信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣和第二信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣。
[0043] 當(dāng)最近兩次計(jì)算得到的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率的差值不超過(guò)預(yù)先設(shè) 定的口限值時(shí)，可W通過(guò)如下公式計(jì)算第一信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣Q:, = UiZ:Uf，第二信 源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣Q! =U式;Uf。
[0044] 其中，^表示當(dāng)最近兩次計(jì)算得到的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率的差值不 超過(guò)預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)的最近一輪更新得到的第一奇異值矩陣；挺表示當(dāng)最近兩次計(jì)算 得到的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率的差值不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)的最近一輪 更新得到的第二奇異值矩陣。
[0045] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)最近兩次計(jì)算得到的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和 速率的差值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)，可W返回步驟202。
[0046] 至此描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于全雙工保密通信系統(tǒng)的發(fā)射預(yù)編碼方法。相 對(duì)于現(xiàn)有的用于全雙工保密通信系統(tǒng)的發(fā)射預(yù)編碼方法而言，本發(fā)明方法相對(duì)于現(xiàn)有方法 具有如下有益的技術(shù)效果：
[0047] 1、能夠消除自干擾，完成全雙工保密通信系統(tǒng)的發(fā)射預(yù)編碼；
[0048] 2、能夠在系統(tǒng)存在竊聽(tīng)者的情況下極大化系統(tǒng)的安全和速率；
[0049] 3、計(jì)算復(fù)雜度低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于零空間投影的全雙工保密通信系統(tǒng)發(fā)射預(yù)編碼方法，所述全雙工保密通信 系統(tǒng)包括第一信源、第二信源和竊聽(tīng)者，其特征是，所述方法包括： 發(fā)射預(yù)編碼矩陣零空間投影步驟:將第一信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣和第二信源的發(fā)射預(yù) 編碼矩陣分別投影到其自干擾信道的零空間，W得到第一奇異值矩陣和第二奇異值矩陣； 第一奇異值矩陣更新步驟:將第二奇異值矩陣保持不變，對(duì)第一奇異值矩陣進(jìn)行更新； 第二奇異值矩陣更新步驟:將第一奇異值矩陣保持不變，對(duì)第二奇異值矩陣進(jìn)行更新； 安全和速率計(jì)算步驟:根據(jù)一輪更新得到的第一奇異值矩陣和第二奇異值矩陣計(jì)算全 雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率;W及 發(fā)射預(yù)編碼矩陣輸出步驟：當(dāng)最近兩次計(jì)算得到的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率 的差值不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)，用最近一輪更新得到的第一奇異值矩陣和第二奇異值 矩陣計(jì)算第一信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣和第二信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述發(fā)射預(yù)編碼矩陣零空間投影步驟進(jìn)一步 包括： 分別計(jì)算第一信源的自干擾信道的零奇異值所對(duì)應(yīng)的第一奇異向量和第二信源的自 干擾信道的零奇異值所對(duì)應(yīng)的第二奇異向量； 根據(jù)下列公式計(jì)算固定量的值：其中，hab為第一信源到第二信源的傳輸信道矢量，hae為第一信源到竊聽(tīng)者的傳輸信道 矢量;hba為第二信源到第一信源的傳輸信道矢量，hbe為第二信源到竊聽(tīng)者的傳輸信道矢 量;〇a為第一信源的接收端噪聲標(biāo)準(zhǔn)差，Ob為第二信源的接收端噪聲標(biāo)準(zhǔn)差，〇e為竊聽(tīng)者的 接收端噪聲標(biāo)準(zhǔn)差；Uf為第一奇異向量化的共輛轉(zhuǎn)置，Uf為第二奇異向量化的共輛轉(zhuǎn)置； W及 根據(jù)第一奇異向量化計(jì)算第一信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣Qa的第一奇異值矩陣Xa，并根據(jù) 第二奇異向量化計(jì)算第二信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣化的第二奇異值矩陣Xb。 3 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述第一奇異值矩陣更新步驟進(jìn)一步包括： 計(jì)算對(duì)矩陣(1 +巧Sw抵，I + C臣。龍:,)進(jìn)行特征值分解，得到其最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量q; 計(jì)算； 其中，於"表示第k輪更新得到的第二奇異值矩陣，Pa為第一信源的最大發(fā)射功率，％W) 表示第k+1輪更新得到的第一奇異值矩陣，xf表示第k輪更新得到的第一奇異值矩陣。 4 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述安全和速率計(jì)算步驟進(jìn)一步包括： 根據(jù)如下公式計(jì)算全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率： Rs(Xl,X2) = [Ra(Xl，X2)+I?b(Xl，X2)-Re(Xl，X2)!r 其中，第一信源的可達(dá)速率 Ra(Xl，X2) = l〇g(l + SINRa(Xl，X2)); 第二信源的可達(dá)速率化(xi，X2) = log(l+SINRb(xi，X2)); 竊聽(tīng)者的最大和速率SINRaO表示第一信源的接收端的信干比，SIN化0表示第二信源的接收端的信干比， l〇g()表示求對(duì)數(shù)，[·] = ιτ???χ(·，〇)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述發(fā)射預(yù)編碼矩陣輸出步驟進(jìn)一步包括： 計(jì)算并輸出第一信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣計(jì)算并輸出第二信源的發(fā)射預(yù)編碼矩陣其中，χ.:表示當(dāng)最近兩次計(jì)算得到的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率的差值不超過(guò) 預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)的最近一輪更新得到的第一奇異值矩陣；Ζ;表示當(dāng)最近兩次計(jì)算得到 的全雙工保密通信系統(tǒng)的安全和速率的差值不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的口限值時(shí)的最近一輪更新 得到的第二奇異值矩陣。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于零空間投影的全雙工保密通信系統(tǒng)發(fā)射預(yù)編碼方法，該全雙工保密通信系統(tǒng)包括第一信源、第二信源和竊聽(tīng)者，該方法包括：發(fā)射預(yù)編碼矩陣零空間投影步驟、第一奇異值矩陣更新步驟、第二奇異值矩陣更新步驟、安全和速率計(jì)算步驟以及發(fā)射預(yù)編碼矩陣輸出步驟。
【IPC分類(lèi)】H04B7/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105577253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610161188
【發(fā)明人】利強(qiáng), 張穎, 林靜然, 邵士海, 唐友喜
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日