[发明专利]一种安全通信的方法及装置

说明书

本发明公开了一种安全通信的方法及装置，预先建立多小区多用户场景下信号传输的数学模型；利用交替方向乘子算法，在用户通信安全的信干噪比阈值范围内计算数学模型，得出最优的波束成形参数以及人工噪声参数；根据波束成形参数以及人工噪声参数，确定所需传输的信号，将信号发送给所述用户；其中，干扰信号包括小区内干扰信号和小区间干扰信号。考虑了小区间的干扰信号的基础上，利用交替方向乘子算法得出最优的波束成形参数和人工噪声参数，可以避免额外的通信成本。可见，本申请基于人工噪声以及最优化波束成形技术，在多小区多用户场景下，在安全通信时考虑了小区间的干扰，降低了通信能耗，提高了用户服务质量以及降低了通信安全风险。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种安全通信的方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，第五代移动通信技术时代即将到来。第五代移动通信技术所注重的问题是绿色通道和提高频谱效率，实现绿色通道的手段有提高能量利用效率和减少能量消耗，而实现提高频谱效率的手段有协作中继技术、协作波束成形技术、网络编码技术等。

在利用无线通信技术传输信号时，保证安全通信是必不可少的。安全通信可以是指在进行信号传输时，通过某种手段确保所传输的信号不被非授权用户窃听。用户接收到的信号包括目标信号、噪声以及干扰信号，可以设置用户接收到的信干噪比大于阈值时，该用户可以正确解码所接收的信号；当用户接收到的信干燥比小于阈值时，该用户无法正确解码所接收到的信号，以实现安全通信的目的。

在现有技术中，基于人工噪声和波束成形技术可以确保用户的安全通信，还可以保证用户的通信服务质量。用户接收到的干扰信号包括小区内的干扰信号，即在同一通信小区内，用户除了接收到基站发送给自身的信号外，还接收到基站发送给其它用户的信号。但是，现有技术只考虑了同一通信小区内的干扰影响，即用户接收到的信干噪比的干扰信号项只考虑了小区内的干扰信号，忽略了小区间干扰的影响。而在实际情况中，小区间的干扰信号是不可忽视的，即不同的通信小区间的用户也会接收到不同基站发出的信号。如何在进行安全通信时考虑到小区间干扰的存在，进而降低通信能耗、提高用户服务质量以及降低通信风险是本领域亟待解决的问题，基于此，本发明提出了一种安全通信的方法及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全通信的方法，目的在于解决现有问题中在安全通信时没有考虑到存在小区间干扰的问题；本发明的另一目的是提供一种安全通信的装置，其在安全通信时考虑到小区间干扰的存在，进而降低通信能耗、提高用户服务质量以及降低通信风险。

为解决上述技术问题，本发明提供一种安全通信的方法，该方法包括：

获取预先建立的多小区多用户场景下信号传输的数学模型；

利用交替方向乘子算法，在用户安全通信的信干噪比阈值范围内计算所述数学模型，得出最优的波束成形参数以及人工噪声参数；

根据所述波束成形参数以及所述人工噪声参数，确定所需传输的信号，将所述信号发送给所述用户；

其中，信干噪比为所述用户接收到的目标信号和干扰噪声信号的比值，所述干扰噪声信号包括小区间干扰信号、小区内干扰信号以及噪声信号。

可选地，所述利用交替方向乘子算法，在保证用户安全通信的信干燥比阈值范围内计算所述数学模型，得出最优的波束成形参数以及人工噪声参数包括：

利用所述交替方向乘子算法，将所述数学模型分解成预设数量的子模型；

基于本地信道状态参数以及相应的所述子模型，得出所述最优的波束成形向量以及人工噪声向量，所述波束成形向量为所述波束成形参数，所述人工噪声向量为所述人工噪声参数。

可选地，所述根据所述波束成形参数以及所述人工噪声参数，确定所需传输的信号，发送所述信号给所述用户包括：