一種閉環(huán)mimo非合作接收方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種閉環(huán)MM0非合作接收方法及其裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 無論是當(dāng)今民用通信系統(tǒng)還是軍用通信系統(tǒng)，3G，B3G甚至是4G已經(jīng)逐漸進(jìn)入到 人們的日常生活當(dāng)中。但由于無線通信系統(tǒng)環(huán)境的開放性，必然會(huì)帶來諸如傳輸過程是否 安全等諸多疑慮。在軍用通信以及特殊的通信環(huán)境中，安全傳輸就是無線通信系統(tǒng)中需要 考慮的一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。
[0003] 國內(nèi)外有不少學(xué)者針對(duì)安全傳輸?shù)牟呗赃M(jìn)行大量研宄，提出了諸如基于人工噪聲 干擾的MIS0認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全方法，基于凸優(yōu)化相關(guān)知識(shí)的波束成形預(yù)編碼矩陣和 人工噪聲的優(yōu)化方法、基于協(xié)作干擾的物理層安全算法、基于反饋和LDPC碼的安全傳輸方 法以及數(shù)據(jù)加密技術(shù)等等。其中應(yīng)用得比較多的是在發(fā)送端已經(jīng)獲取了CSI(信道狀態(tài)信 息）的情況下，通過采用波束成形技術(shù)，將信號(hào)能量盡可能集中傳輸?shù)侥繕?biāo)用戶方向，同時(shí) 加入人為的干擾，從而抑制和削弱非合作接收方的非合作接收能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全傳輸?shù)?目的。
[0004] 波束賦形傳輸技術(shù)主要應(yīng)用在天線間距較小，相關(guān)性較高的多天線陣列當(dāng)中，其 通過選擇在質(zhì)量最好的傳輸信道上傳輸數(shù)據(jù)信息，將信號(hào)的能量盡可能地集中到期望的傳 播方向上，這相比沒有采用波束成形技術(shù)的傳輸方式，在傳輸過程中信號(hào)的泄露大大降低 了，所以波束成形技術(shù)可以被看作是一種非常容易實(shí)現(xiàn)的安全傳輸方法。其中傳統(tǒng)意義上 的波束成形技術(shù)的主要代表是智能天線技術(shù)，這種技術(shù)通過利用波的干涉原理和互易空間 信道較強(qiáng)的相關(guān)性，采用基于非碼本的下行預(yù)編碼方法，在期望的用戶方向產(chǎn)生較強(qiáng)的具 有方向性的輻射波束，從而使不同的天線信號(hào)在期望的用戶方向?qū)崿F(xiàn)最大化的相位疊加， 這樣就傳輸信號(hào)的輻射方向自適應(yīng)地朝向期望用戶所在方向，進(jìn)而提高接收端的信噪比， 同時(shí)能夠降低誤碼率。
[0005] OFDM技術(shù)由于具有天然的對(duì)抗多徑干擾的能力、靈活的帶寬使用方式、良好的信 道頻域自適應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn)，成為主要的信號(hào)調(diào)制方式。MM0天線技術(shù)的采用能夠提升系統(tǒng) 的性能，特別是通過閉環(huán)預(yù)編碼、波束賦形等技術(shù)能夠根據(jù)信道的實(shí)時(shí)變化，采取不同的信 號(hào)發(fā)射方式從而在很大程度上提高無線信道的容量。對(duì)單天線無線通信系統(tǒng)的OFDM信號(hào) 非合作接收技術(shù)，包括信號(hào)識(shí)別、信號(hào)參數(shù)估計(jì)及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，目前已有較多的研宄，但 是針對(duì)MIM0預(yù)編碼技術(shù)的非合作接收技術(shù)研宄很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的，就是針對(duì)上述問題，提出一種在單小區(qū)單用戶環(huán)境下的閉環(huán)MM0 非合作接收方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種閉環(huán)MM0非合作接收方法，其特征在于：
[0008] 非合作接收方根據(jù)獲取的目標(biāo)用戶信息，對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干 擾，使基站端不能正確估計(jì)目標(biāo)用戶到基站的上行信道，進(jìn)而改變基站端在基于SVD (奇異 值分解）算法的波束賦形中使用的加權(quán)矩陣，使發(fā)射天線的波束方向不能對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)用戶， 使非合作接收方獲得更多的下行信號(hào)能量。
[0009] 進(jìn)一步的，所述獲取的目標(biāo)用戶信息為目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上行時(shí)隙中資源塊的 位置，則對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾的具體方法為：非合作接收方在目標(biāo)用戶 發(fā)送上行信息時(shí)，在其上行導(dǎo)頻位置發(fā)送頻域高斯白噪聲信號(hào)進(jìn)行干擾。
[0010] 進(jìn)一步的，所述獲取的目標(biāo)用戶信息為目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上行時(shí)隙中資源塊的 位置和目標(biāo)用戶使用的上行導(dǎo)頻序列X，則對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾的具體 方法為：非合作接收方在目標(biāo)用戶發(fā)送上行信息時(shí)，在其上行導(dǎo)頻位置發(fā)送帶有一定權(quán)重 因子的與目標(biāo)用戶相同的導(dǎo)頻序列a ? X，其中a > 0且a為實(shí)數(shù)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述獲取的目標(biāo)用戶信息為目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上行時(shí)隙中資源塊的 位置、目標(biāo)用戶使用的上行導(dǎo)頻序列X和目標(biāo)用戶的上行信道信息，則對(duì)目標(biāo)用戶到基站 的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾的具體方法為：
[0012] 非合作接收方通過下行導(dǎo)頻信息，得到基站端到非合作接收方的下行信道信息， 再通過TDD系統(tǒng)的上下行信道互易性，得到非合作接收方到基站端的上行信道信息，再對(duì) 此信道和目標(biāo)用戶的上行信道分別進(jìn)行奇異值分解，并根據(jù)奇異值分解結(jié)果構(gòu)造出干擾信 號(hào)矩陣進(jìn)而改變非合作接收方每一組天線的干擾導(dǎo)頻，在目標(biāo)用戶發(fā)送上行信息時(shí)，在其 上行導(dǎo)頻位置發(fā)送此導(dǎo)頻干擾信號(hào)。
[0013] 本方案中，在單小區(qū)單用戶環(huán)境下，具體的方法是：在單小區(qū)單用戶基站到用戶下 行是4發(fā)2收的情況下，這里非合作接收方2組2根天線（4天線）：
[0014] (1)首先非合作接收方通過上行信道反饋機(jī)制，獲取用戶當(dāng)前的上行信道信息 ，同時(shí)基于2組獨(dú)立的雙天線結(jié)構(gòu)，利用下行導(dǎo)頻估計(jì)和TDD系統(tǒng)上下行信道互易性 得到非合作接收方第一組雙天線到基站的信道非合作接收方第二組雙天線到基 站的信道信息2。因?yàn)榉呛献鹘邮辗?組天線之間具有良好獨(dú)立性，所以非合作接 收方到基站的等效信道矩陣實(shí)際上可以認(rèn)為是：
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種閉環(huán)MIMO非合作接收方法，其特征在于： 非合作接收方根據(jù)獲取的目標(biāo)用戶信息，對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾，使 基站端不能正確估計(jì)目標(biāo)用戶到基站的上行信道，進(jìn)而改變基站端在基于奇異值分解算法 的波束賦形中使用的加權(quán)矩陣，使發(fā)射天線的波束方向不能對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)用戶，使非合作接收 方獲得更多的下行信號(hào)能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉環(huán)MIM0非合作接收方法，其特征在于，所述獲取的目 標(biāo)用戶信息為目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上行時(shí)隙中資源塊的位置，則對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行 導(dǎo)頻進(jìn)行干擾的具體方法為；非合作接收方在目標(biāo)用戶發(fā)送上行信息時(shí)，在其上行導(dǎo)頻位 置發(fā)送頻域高斯白噪聲信號(hào)進(jìn)行干擾。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉環(huán)MIM0非合作接收方法，其特征在于，所述獲取的目 標(biāo)用戶信息為目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上行時(shí)隙中資源塊的位置和目標(biāo)用戶使用的上行導(dǎo)頻 序列X，則對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾的具體方法為：非合作接收方在目標(biāo)用 戶發(fā)送上行信息時(shí)，在其上行導(dǎo)頻位置發(fā)送帶有一定權(quán)重因子的與目標(biāo)用戶相同的導(dǎo)頻序 列a. X，其中a >0且a為實(shí)數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉環(huán)MIM0非合作接收方法，其特征在于，所述獲取的 目標(biāo)用戶信息為目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上行時(shí)隙中資源塊的位置、目標(biāo)用戶使用的上行導(dǎo)頻 序列X和目標(biāo)用戶的上行信道信息，則對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾的具體方法 為： 非合作接收方通過下行導(dǎo)頻信息，得到基站端到非合作接收方的下行信道信息，再通 過TDD系統(tǒng)的上下行信道互易性，得到非合作接收方到基站端的上行信道信息，再對(duì)此信 道和目標(biāo)用戶的上行信道分別進(jìn)行奇異值分解，并根據(jù)奇異值分解結(jié)果構(gòu)造出干擾信號(hào)矩 陣進(jìn)而改變非合作接收方每一組天線的干擾導(dǎo)頻，在目標(biāo)用戶發(fā)送上行信息時(shí)，在其上行 導(dǎo)頻位置發(fā)送此導(dǎo)頻干擾信號(hào)。
5. -種閉環(huán)MIM0非合作接收裝置，其特征在于，包括信號(hào)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、干 擾模式選擇模塊、干擾信號(hào)發(fā)送模塊和存儲(chǔ)模塊；所述信號(hào)接收模塊分別與干擾模式選擇 模塊、存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊與干擾信號(hào)發(fā)送模塊連接；其中， 所述信號(hào)接收模塊用于接收目標(biāo)用戶的信息； 所述干擾模式選擇模塊用于根據(jù)獲取的目標(biāo)用戶信息選擇干擾模塊，并將干擾模式指 令發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；所述干擾模式包括隨機(jī)噪聲干擾模式、權(quán)重因子干擾模式和比例 因子干擾模式； 數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)干擾模式的指令進(jìn)行干擾數(shù)據(jù)處理，將得到的干擾信號(hào)發(fā)送到干擾 信號(hào)發(fā)送模塊；所述干擾數(shù)據(jù)的處理方法為： 當(dāng)干擾模式為隨機(jī)噪聲干擾模式時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊提取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中的頻域高斯 白噪聲信號(hào)作為干擾信號(hào)； 當(dāng)干擾模式為權(quán)重因子干擾模式時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)獲取的目標(biāo)用戶上行導(dǎo)頻在上 行時(shí)隙中資源塊的位置和目標(biāo)用戶使用的上行導(dǎo)頻序列X，提取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中的權(quán)重 因子a,獲取數(shù)據(jù)a ? X為干擾信號(hào)，其中a > 0且a為實(shí)數(shù)； 當(dāng)干擾模式為比例因子干擾模式時(shí)，在TDD系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)下行導(dǎo)頻信息 得到非合作接收方到基站端的上行信道信息，再對(duì)此信道和目標(biāo)用戶的上行信道分別進(jìn)行 奇異值分解，根據(jù)奇異值分解結(jié)果構(gòu)造出干擾信號(hào)矩陣，并提取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中的比例 因子a,進(jìn)而獲得非合作接收方每一組天線的干擾信號(hào)； 干擾信號(hào)發(fā)送模塊將干擾信息發(fā)送到目標(biāo)用戶到基站的信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種閉環(huán)MIMO非合作接收方法及其裝置。本發(fā)明的方法主要是：非合作接收方根據(jù)獲取的目標(biāo)用戶信息，對(duì)目標(biāo)用戶到基站的上行導(dǎo)頻進(jìn)行干擾，使基站端不能正確估計(jì)目標(biāo)用戶到基站的上行信道，進(jìn)而改變基站端在基于SVD(奇異值分解)算法的波束賦形中使用的加權(quán)矩陣，使發(fā)射天線的波束方向不能對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)用戶，使非合作接收方獲得更多的下行信號(hào)能量。本發(fā)明的有益效果為，使得非合作接收方較無導(dǎo)頻干擾時(shí)獲得更多基站到目標(biāo)用戶的下行信息能量；能以較少的干擾發(fā)射功率達(dá)到和基于隨機(jī)噪聲的上行導(dǎo)頻干擾方法相同的效果；干擾發(fā)射功率更小。本發(fā)明尤其適用于非合作接收方法。
【IPC分類】H04B7-04, H04L27-26
【公開號(hào)】CN104617998
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510020341
【發(fā)明人】魏寧, 陳錦灝, 馮文, 劉春國
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月15日