[发明专利]基于最大化窃听方误码率的人工噪声生成方法

摘要

本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及一种基于最大化窃听方误码率的人工噪声生成方法。本发明提出了添加人工噪声的GSM‑MIMO系统中一种基于最大化窃听方误码率的人工噪声生成算法。该算法通过最大化干扰GSM‑MIMO系统的窃听方欲解调出的信号为人工噪声的生成准则，寻找人工噪声的最佳逼近解，在保证原发送信号向量不受影响的前提下，有效实现了对窃听方的误码率性能的干扰。相比于传统的人工噪声系统，既在合法接收方产生了一定的性能增益，又大大恶化了窃听方的性能，使得系统的安全性进一步提升。

主权项

1.基于最大化窃听方误码率的人工噪声生成方法，该方法用于GSM‑MIMO系统，定义系统中发送天线，激活天线，合法方接收天线和窃听方接收天线的数目分别为N_t，N_a，N_r和N_e，且N_a>N_r；发送信号向量为则合法方接收信号向量和窃听方接收信号分别为：y＝HS_i+uz＝GS_i+v其中，和分别表示合法方和窃听方的信道矩阵，H和G的每个元素都是均值为0方差为1的复高斯随机变量，和表示加性高斯白噪声向量，u和v的每个元素都是均值为0的复高斯随机变量，方差分别为和S_i表示发送信号向量，其生成方式为发送方从N_t根天线中选出N_a根，这N_a根天线的选择方式有(N_t,N_a)^T种，因此，通过激活天线索引所传输的信息量为比特，令通过每根激活天线上传输的符号为M阶星座图中的一个幅度/相位调制符号，所以总的每时隙传输比特数为其特征在于，所述人工噪声生成方法包括：S1、生成H的0空间V₀：取H中的N_a个列向量构成新矩阵所取的列向量的位置一一对应于激活天线的位置；对进行奇异值分解利用的0空间进一步得到H的0空间V₀将新的发送信号向量构造为原发射向量与人工噪声相加S＝S_i+V₀R其中为一个发射方生成的矩阵，V₀R为生成的人工噪声；合法方接收信号向量y和窃听方接收信号z分别为y＝HS_i+uz＝GS_i+GV₀R+vS2、基于最大化窃听方误码率，求解生成矩阵R：改变生成矩阵R，使得S_i+V₀R逼近另一个发送信号向量S_j,S_j为从不同于S_i的其他可能的发送信号向量中随机选择，则问题转化为寻找下式的最佳逼近解V₀R＝S_j‑S_i上式方程为不相容方程，R的最佳逼近解为其中为V₀的M‑P广义逆矩阵，S3、将求解出的生成矩阵R带入到新的发送信号向量中，获得添加人工噪声后的发送信号向量：S＝S_i+V₀R。