[发明专利]一种单天线系统人工噪声设计和抑制方法

说明书

本发明公开了一种单天线系统人工噪声设计和抑制方法，包括以下步骤S1.发射机对信号进行分段和处理后，得到传输信号进行发射，在分段时每个周期为LT_s为一段，其中L表示一个周期内的符号数目，T_s表示符号周期；S2.接收机进行信号接收和差分处理；S3.接收机对差分处理得到的信号进行补偿，还原出期望信号。本发明提供的方法能够适应于单天线系统，并且能够在合法接收机正常接收的同时，干扰甚至抑制窃听机对信号的窃取。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种单天线系统人工噪声设计和抑制方法。

背景技术

由于无线媒介的共享性，无线通信下的信号往往面临被窃听的风险。为了保证信息安全，降低通信信号在无线环境中被拦截或窃取的可能，物理层安全通信技术逐渐发展。

人工噪声作为一种能有效恶化窃听信道的手段，被广泛地运用于物理层安全通信中。而如何保证人工噪声在干扰窃听者的同时，却不对合法接收机造成影响，是该技术中的一个核心问题。多天线场景下，常常通过合法接收机信道系数矩阵的特性来设计人工噪声，但是这依赖于空间自由度和信道状态的先验信息。单天线场景中，没有多根天线引入的空间自由度，这为人工噪声的研究带来了诸多限制。因此，研究者转而利用时间上的自由度，比如多径信道或者OFDM系统的特性来设计人工噪声，这仍旧依赖于信道状态的先验信息。另一种单天线系统下的人工噪声，通常设计为已知的随机序列，接收机接收之后进行自干扰抑制，但自干扰抑制技术的实现复杂度和系统开销较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单天线系统人工噪声设计和抑制方法，无需空间和时间自由度，同时发射机无需已知信道状态的先验信息，就能够在合法接收机正常接收的同时，干扰甚至抑制窃听机对信号的窃取。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种单天线系统人工噪声设计和抑制方法，包括以下步骤：

S1.发射机对信号进行分段和处理后，得到传输信号进行发射；

S101.将期望信号按照周期分段，每个周期为LT_s为一段，其中L表示一个周期内的符号数目，T_s表示符号周期；第m段信号的行向量表示如下：

X_m＝(x_m,1,x_m,2,...,x_m,i,...,x_m,L)

其中，x_m,i表示第m段中的第i个符号，1≤i≤L,i∈Z⁺；m＝1,2,...,M，M表示分段总数；

S102.在m＝1,2,...,M时，分别对信号段X_m进行如下处理：

Y₁＝X₁＝(y_1,1,y_1,2,...,y_1,L)＝(x_1,1,x_1,2,...,x_1,L),

Y₂＝αY₁+βX₂＝(αy_1,1+βx_2,1,αy_1,2+βx_2,2,...,αy_1,L+βx_2,L),

Y_M＝αY_M-1+βX_M＝(αy_M-1,1+βx_M,1,αy_M-1,2+βx_M,2,...,αy_M-1,L+βx_M,L),