[发明专利]安全空间调制系统中基于连续凸近似的线性预编码方法

摘要

本发明提供了一种安全空间调制系统中基于连续凸近似的线性预编码方法。针对空间调制系统中物理层安全传输问题，通过联合发射人工噪声信号和设计线性预编码的方法，将人工噪声信号投影到期望信道的零空间上，同时依照最大化近似的安全速率的准则设计线性预编码矩阵，建立最大化近似安全速率的优化问题，对于该非凸的二次约束的二次规划将原问题转化成凸差规划问题，然后使用一阶泰勒级数展开和连续凸近似的方法迭代求解凸的子优化问题，获得原问题的近似最优解。基于连续凸近似的线性预编码算法，与传统的基于梯度下降法的线性预编码算法相比，其能实现更高的安全速率，因为梯度下降法可能会陷入局部最优解。

主权项

1.安全空间调制系统中基于连续凸近似的线性预编码方法，其特征在于：通过投影人工噪声到期望信道的零空间，建立最大化近似安全的优化问题，针对该优化问题，先使用半正定松弛技术转换成DC规划问题，然后使用连续凸近似的方法迭代求解，获得该问题的近似最优解，连续凸近似方法被理论证明是收敛的，因此该方法提高了系统的安全速率性能，其具体过程包括：S1.利用已知的信道状态信息，设计人工噪声投影矩阵，产生随机的人工噪声向量，利用投影矩阵将人工噪声投影到期望信道的零空间上；S2.利用空间调制的基本原理和已知的信道状态信息，建模发射与接收信号理论模型，推导近似安全速率与预编码矩阵的函数关系；S3.推导近似安全速率表达式，建立最大化近似安全速率，同时根据预编码前后不改变平均发射功率的准则，设定约束条件；S4.为解决上面的非凸的优化问题，先使用半正定松弛技术，将原问题转换成DC规划问题，然后使用连续凸近似方法迭代求得该问题的近似最优解。