[发明专利]基于多径冗余的MMSE预均衡无线信道加密方法及装置

权利要求书

1.一种基于多径冗余的MMSE预均衡无线信道加密方法，其特征是，在TDD工作模式下，通过如下步骤，完成无线信道的加密处理：

1)接收机首先利用上行信道发送信道探测信号用以探测多径信道；

2)发射机根据接收的上行信道发送的信道探测信号估计出接收机和发射机之间的无线信道多径信息；

3)将所述无线信道多径信息翻转处理，并从中随机选择部分多径信息作为预处理因子；

4)根据所述无线信道多径信息以及所述预处理因子，按照功率约束条件得出预均衡因子；

5)利用所述预均衡因子和预处理因子对待发送信号进行预处理，然后经过发射机射频前端发送。

2.根据权利要求1所述的基于多径冗余的MMSE预均衡无线信道加密方法，其特征是，步骤2)中，发射机根据预先设定好的收发机制，周期性地接收上行信号，并根据接收的上行信号估计出多径信息：估计出多径抽头延时线的幅度和时延；估计出多径整体包络信息。

3.根据权利要求2所述的基于多径冗余的MMSE预均衡无线信道加密方法，其特征是，步骤3)中，将所述抽头延时线幅度和时延数据或者多径整体包络数据进行翻转处理，并从所述翻转处理结果中随机选择部分信息作为预处理因子。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于多径冗余的MMSE预均衡无线信道加密方法，其特征是：为了进行物理层加密，引入多径冗余信号使得自由度增加以便随机化发送信号，发射机随机选取用以时间反演的信道系数，接收机接收信号可以表示如下：

其中，ω_k为随机选择信号，长度和单径长度相同，且ω_k∈{1，0}；

同样Eve接收的信号为：

由上式可知，Bob接收的信号峰值幅度与成正比。

5.根据权利要求4所述的基于多径冗余的MMSE预均衡无线信道加密方法，其特征是，步骤4)中，在进行随机时间反演时采用预均衡在Alice端进行补偿，预均衡的实现方法为：

S_pre＝Gs＝(S_pre，0，S_pre，1，…S_pre，L-1)^T

其中预均衡矩阵G＝diag(G_0，0，G_1，1，…G_L-1，L-1)为对角阵，s为发送的符号序列，L为均衡器阶数.预均衡之后输出的数据经过随机时间反演器，然后在调制后通过射频单元发射，对于接收端Bob来说，接收端的信号表示为：

YBob=h←ABHABSpre+NBob]]>

而对于Eve来说，接收到的信号为：

YBob=h←ABHAESpre+NBob]]>

均衡主要采用两种准则，即迫零(zero forcing，ZF)均衡和最小均方误差(MMSE)均衡；这两种均衡准则的均衡系数分别表示如下：

G_ZF＝(H^HH)^-1H^H，H=h←ABHAB]]>

GMMSE=HH(HHH+1SNRI)-1,]]>H=h←ABHAB]]>

其中，表示接收信号的信噪比，H为混合信道的分块Toeplitz矩阵。