[发明专利]软件无线电MISO系统的人工噪声实现方法

权利要求书

1.一种基于软件无线电的人工噪声辅助的MISO系统的验证平台实现方法，其特征在于，所述验证平台包括发射端、合法接收端和非法窃听端，发射端对保密数据进行卷积编码，并经过QPSK调制和STBC空时编码，然后利用合法接收端信道估计反馈回来的信道信息找到发射端与合法接收端之间的零空间，并基于零空间内产生的人工噪声，最后将人工噪声和STBC空时编码后的保密数据一起发射出去，合法接收端和非法窃听端相应地进行空时解码，解调和卷积解码；

所述实现方法为先利用空时分组码STBC技术对保密数据进行编码，再利用通过反馈回来的信道信息找到信道的零空间添加人工噪声AN，然后把人工噪声AN和编码后的信息一起发出去；

所述合法接收端y_B和非法窃听端y_e的接收信号分别表示为

y_B＝H_Bx_k+n_k

＝H_Bs_k+n_k

y_e＝H_ex_k+e_k

＝H_es_k+H_ew_k+e_k

其中n_k和e_k分别代表合法接收端和非法窃听端的高斯白噪声，且两者满足为发射端到合法接收者之间的信道矩阵，w_k即实际发射的人工噪声信号；s_k代表需要发送的有用信号，且s_k和w_k都是N_t×1的向量；x_k代表发射端最终的发送信号；为发射端与非法窃听者之间信道矩阵；

发射端的功率约束为P，分配给有用信号的功率是θP，分配给人工噪声的功率为(1-θ)P，合法接收端的信干噪比SINR_B，非法窃听端的信干噪比SINR_e分别表示为

其中，和分别是合法接受端和非法窃听端的高斯白噪声功率。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，w_k存在于H_B的零空间，因此有，

H_Bw_k＝0

为发射端到合法接收者之间的信道矩阵，w_k即实际发射的人工噪声信号，Z_k代表H_B的零空间的正交基，则

w_k＝Z_kv_k，且

发射端最终的发送信号表示为

x_k＝s_k+w_k

s_k代表需要发送的有用信号，且s_k和w_k都是N_t×1的向量。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，合法接收端用户的瞬时保密速率表示为，

R(θ)＝[log₂(1+SINR_B)-log₂(1+SINR_e)]⁺

对于一个1×n的循环对称复高斯向量h和一个独立的n×1的向量x，有E(||hx||²)＝1；依据此定理，简化式子：

进一步简化为，

其中

由于H_B和H_e是随机产生的信道，当不考虑波束成形时，对于发射端到合法接收端和发射端到非法窃听端之间的信道状态是等价的，因此γ_B＝γ_e，易知，当θ＝1/2时，用户的保密速率取到最大。