[发明专利]一种物理层服务融合中的鲁棒性传输设计方法

说明书

技术领域

本发明属移动通信领域，尤其涉及物理层服务融合通信传输技术。

背景技术

5G通信技术需要很高的频谱效率和较高的安全性，从而促使多种服务的融合，比如保密服务(confidentialservice)和多播服务(multicastservice)的融合。传统的服务融合技术通过不同的逻辑信道以提供不同的服务，频谱效率较低。相对地，物理层服务融合技术通过利用物理信道的特性融合不同的服务，这些服务可以使用相同的无线资源，频谱效率较高，因此被认为是极有前景的一项技术。

多播服务可以通过发送多播信息来实现，保密服务需要保证信息不被非法用户窃取，传统地，利用高层的一些秘钥技术加密信息，但是随着计算机计算能力的提升以及算法的改善，秘钥技术越来越容易被破解，因此出现了物理层安全技术。物理层安全技术只利用信道特性确保安全性，因此无论非法用户对获得的信息作何处理都无法重建原始信息，因此物理层安全引起了人们足够的重视，也有很多学术文章解决各种场景、各种信道信息条件下的安全速率问题，并取得了很多成果。

近年来，虽然物理层的服务融合引起了人们很大的重视，但是，大部分研究都是从信息论的角度出发，比如，针对给定的输入协方差矩阵，给出了容量的表达式，但是很少有研究涉及如何设计输入协方差矩阵(传输策略)最大化容量域。另一方面，这些研究大都是基于完美信道的假设，但是在实际中，很多因素会导致信道信息的非完美，例如信道估计误差、有限反馈等。

发明内容

针对现有的关于服务融合的研究中，基本都是基于完美信道信息假设的，然而实际中发送端获得的信道状态信息往往是非完美的这一问题，本发明提供一种物理层服务融合中的鲁棒性传输设计方法，在保证一种服务质量的同时，最大化另一种服务的传输速率，从而获得最差情况下即信道误差最大情况下的可达速率域。

为了方便的描述本发明的内容，首先对本发明所使用模型进行定义：

本发明采用的信道误差模型为：发送节点到用户i的信道表示为其中，i＝1,2，表示发送节点已知的确切信息，e_i表示信道的不确定部分且满足ε_i为已知的常数，表示Frobenius范数。

一种物理层服务融合中的鲁棒性传输设计方法，包括如下步骤：

S1、预处理，确定多播服务的传输协方差矩阵Q₀和保密服务的传输协方差矩阵Q_c，得出速率域，最优传输协方差矩阵和最优保密服务的传输协方差矩阵

S11、发送节点S向两个接收节点广播发送训练序列信息，同时，所述发送节点S接收来自所述两个接收节点的信息反馈；

S12、根据S11所述信息反馈确定S11所述发送节点S到S11所述两个接收节点的信道矢量和误差e_i的界ε_i，其中，i＝1,2；

S13、确定信道误差最大的情况下安全速率对(R_c,R₀)，