[发明专利]一种基于毫米波MIMO系统安全通信的混合波束成形滤波器的设计方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于毫米波MIMO系统安全通信的混合波束成形滤波器的设计方法及装置，方法包括：判断是否有偷听信道，有则根据偷听端对应的毫米波MIMO信道信息构建模拟波束成形滤波器，无则直接将合法信道的MIMO信道信息设为迭代求解的初始矩阵，构建模拟波束成形滤波器，所得的数字波束成形滤波器均基于SVD方法得到。本发明基于毫米波信道的稀疏性以及毫米波系统中的模拟滤波器设计的诸多限制，考虑偷听端信道信息的知晓情况，基于码本地联合选择发送方和接收方的模拟波束成形滤波器，可以简便而高效地提高系统的保密容量，使传统MIMO系统中成熟应用的物理层安全技术即波束成形技术，较好地移植到毫米波MIMO系统中。

主权项

1.一种基于毫米波MIMO系统安全通信的混合波束成形滤波器的设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤101、检测是否获取到偷听端对应的毫米波MIMO信道信息，若是则执行步骤102a，否则执行步骤102b；步骤102a、根据所述偷听端对应的毫米波MIMO信道信息构建迭代求解的初始矩阵，并迭代求解得出发送方和接收方的模拟波束成形滤波器，执行步骤104；步骤102b、直接将合法信道的MIMO信道信息设为迭代求解的初始矩阵，并迭代求解得出发送方和接收方的模拟波束成形滤波器，执行步骤103；步骤103、根据给定的合法通信质量要求求得可用于发射人工噪声的功率，执行步骤105；步骤104、将通过步骤102a所得的等效信道进行SVD分解，所得的左酉矩阵为接收方的数字波束成形滤波器，所得的右酉矩阵为发送方的数字波束成形滤波器，并根据功率限制条件进行归一化处理；步骤105、将所得的有效信道进行SVD分解，所得的右酉矩阵前若干列为发送方发射有用信号的数字波束成形滤波器，所得的右酉矩阵后若干列为人工噪声的发射方数字波束成形滤波器，所得的左酉矩阵前若干列为接收方的数字波束成形滤波器，并根据功率限制条件进行归一化处理。