[发明专利]一种大规模多天线安全通信中最优伪噪声功率配置方法

摘要

本发明公开了一种大规模天线安全通信中最优伪噪声功率配置方法，基于一个大规模天线安全通信系统，采用低精度DAC的基站作为发射端，且在信息中加入伪噪声对窃听者进行干扰，对伪噪声采用特定的预编码方案，可以使其只对窃听终端产生干扰而不对合法用户造成任何影响。本发明在最大化安全传输速率的准则下给出了最优的信号‑噪声功率分配比例，即伪噪声功率配置方法，有效提高安全传输的能量效率。本发明计算复杂度低，对大规模天线系统中实现高安全性的无线通信具有重要意义。

主权项

1.一种大规模天线安全通信中最优伪噪声功率配置方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，在大规模天线系统中，基站配置N根发射天线，每根天线配置低精度量化的数模转换单元DAC；基站同时服务于K个合法用户终端，每个用户终端配置单根接收天线；窃听者配置M根天线对传输给合法用户终端的信号进行窃听；其中K、M、N为正整数；步骤二，基站的发送功率设定为P，定义符号φ∈(0,1]为信号‑伪噪声功率分配系数，基站发给合法用户终端的有效信号功率为φP，发射伪噪声的功率为(1‑φ)P；步骤三，每个用户的可达速率按如下公式计算：其中，γ表示系统的平均信噪比；ρ表示DAC的衰减因子；步骤四，窃听者的信道容量按如下公式计算：步骤五，根据步骤三和步骤四，合法用户安全通信的传输速率按如下公式计算：其中[x]+表示函数max(x,0)；步骤六，在最大化安全通信传输速率的准则下优化功率分配系数φ，即求解以下优化问题步骤七，针对步骤六中的优化问题，求解方程得到最优的φ取值为：步骤八，下行链路信号传输时，采用系数φ*进行伪噪声功率分配。