[发明专利]预编码的方法和基站

说明书

本发明实施例提供了一种预编码的方法，该方法包括：获取信道信息，信道信息用于指示用户设备与基站之间的信道增益和窃听接收机与基站之间的信道增益；根据信道信息，确定满足约束条件的优化预编码向量，约束条件包括第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件，第一约束条件为非保密用户设备接收的信息的信噪比分别大于或等于对应的预设阈值，第二约束条件为基站的总发射功率小于或等于预设功率，第三约束条件为保密用户设备的保密容量能够最大化；根据优化预编码向量对待发送给用户设备的信息进行预编码。本发明实施例的方法能够使得预编码向量满足非保密用户设备的接收的信息的质量好于要求的阈值，而且能够最大化保密用户设备的保密容量。

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术领域，并且更具体地，涉及预编码的方法和基站。

背景技术

无线通信网络已经在各个领域广泛应用。无线物理层媒介的开放性和电磁信号传播的广播特性使得信息在传输过程中容易被窃听，因此无线通信物理层传输的安全性受到广泛地关注，而提升无线通信的保密性问题是保证物理层传输安全的重要研究课题。

该课题研究中提出保密容量是衡量无线传输系统保密性能的关键指标，且基于Shannon提出的信息论理想保密的概念和Wyner定义的保密容量可知：保密容量为主信道速率与窃听信道速率的差的最大值，表示当发射速率低于保密容量时，信息传输是安全的。

无线通信技术中，多天线发射和信息预编码技术是提升保密容量的重要手段。通过在发射端配置多天线并利用信号预编码技术，可以充分利用空间自由度来提升主信道速率，并抑制窃听信道速率，从而提高无线传输的保密容量。

存在如下场景：基站对多个用户设备进行下行广播，该多个用户设备中有一个保密用户设备的信息传输需要保密，而其他合法的非保密用户设备的信息没有保密要求，但是需要保证该非保密用户设备接收到的信息的质量大于网络环境要求的阈值。这种情况下存在一个窃听接收机希望接收发送给保密用户设备的信息，窃听接收机是系统中的一个合法接收机，但是是此种情况通信信息的潜在窃听者。

针对此场景，现有的预编码的方法没有对保密用户设备的保密容量进行优化，从而不能最大化该保密用户设备的保密容量。

发明内容

本发明实施例提供一种预编码的方法和基站，能够最大化保密用户设备的保密容量。

第一方面，提供了一种预编码的方法，该预编码的方法应用的小区包括基站、M个用户设备和窃听接收机，该M个用户设备包括一个保密用户设备和M-1个非保密用户设备，M为大于1的整数，包括：获取信道信息，该信道信息用于指示该M个用户设备中每一个用户设备与该基站之间的信道增益和该窃听接收机与该基站之间的信道增益；根据该信道信息，确定满足约束条件的M个优化预编码向量，该约束条件包括第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件，该第一约束条件为该M-1个非保密用户设备接收的信息的信噪比分别大于或等于对应的预设阈值，该第二约束条件为该基站的总发射功率小于或等于预设功率，该第三约束条件为该保密用户设备的保密容量能够最大化，其中，该M-1个非保密用户设备接收的信息的信噪比、该基站的总发射功率和该保密用户设备的保密容量基于该M个优化预编码向量估计；根据该M个优化预编码向量对待发送给该M个用户设备的M个信息进行预编码。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该根据该信道信息，确定满足约束条件的M个优化预编码向量，包括：生成优化函数和约束函数，该优化函数表示该第三约束条件，该约束函数表示该第一约束条件和该第二约束条件；根据该信道信息、该优化函数和该约束函数，确定该M个优化预编码向量。