[发明专利]软件无线电MISO系统的人工噪声实现方法

说明书

本发明公开了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。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。本发明的人工噪声技术人为的增大了合法接收者和非法窃听者之间的噪声水平差距，提高了系统的安全通信速率，从而保证了通信的保密性；验证人工噪声方案以及功率分配方案等的有效性。

技术领域

本发明属于无线电技术领域；具体涉及一种基于软件无线电的人工噪声辅助的MISO 系统的验证平台的实现方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线通信已经渗透到各个领域，成为信息时代的一个重要标志。然而无线传输的特性使得无线通信具有很强的可接入性，同时使得无线传输的安全性问题变得突出。对于无线通信系统，其传输媒介是能够在自由空间传播的电磁波，并且无线具有开放性，无线终端具有移动性以及无线网络结构的不稳定性等，使得在无线通信过程中会存在许多安全性问题。如图1所示，既需要保证合法用户之间能够进行可靠的通信，也需要保证传递给合法用户的信息不能被非法的非法窃听者盗取。通信网络安全关系是国家安全和个人隐私。与传统的以密码学为基础的保密技术不同，物理层安全技术利用无线信道的特性以及物理层新技术，来实现无线通信的保密传输，近几年已成为无线通信领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于软件无线电的人工噪声辅助的MISO系统的验证平台的实现方法，人工噪声技术人为的增大了合法接收者和非法窃听者之间的噪声水平差距，提高了系统的安全通信速率，从而保证了通信的保密性；验证人工噪声方案以及功率分配方案等的有效性。

本发明通过以下技术方案实现：

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，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w_k存在于的零空间H_B，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分别满足||s_k||＝1和||w_k||＝1。

进一步的，合法接收端y_B和非法窃听者y_e的接收信号分别表示为

y_B＝H_Bx_k+n_k