[发明专利]CoMP系统中安全容量信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信的MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）和CoMP(Coordinated Multi-Point Transmission)技术领域，具体涉及一种最大化系统安全容量，最大化合法用户接收容量，能有效的提高系统的安全速率的信息处理方法。 

背景技术

CoMP技术是改善频谱效率的一个非常好的解决方案，尤其在蜂窝边缘，在LTE-A（Long Term Evolation-Advanced,增强型长期演进）系统中已经被使用，并且将要在第五代移动通信系统中持续的增强。预编码技术通过利用信道的状态信息(CSI)，在发射端调整发射策略，接收端进行均衡，从而提高MIMO系统的性能。特别在多用户MIMO下行链路中，各个用户之间无法相互协作，不能利用上行链路的联合检测来恢复发射信号，因此预编码是多用户MIMO下行链路获得复用增益和分集增益的关键。由于数据传输是无线传输，更容易受到来自外部设备的攻击监听，因此无线数据传输的安全问题越来越受到人们的重视。 

经对现有文献检索发现，C.Jeong,I.Kim and D.Kim,Joint Secure Beamforming Design at the Source and the Relay for an Amplify-and-Forward MIMO Untrusted Relay System,”Signal Processing,IEEE Transactions on,vol.60,no.1,pp.310-325,Jan.2012.该文考虑一个中继协作的系统，并且假设中继是不可靠的，在基站和中继进行预编码设计最大化系统安全容量，但是该文没有给出考虑多个基站和多个用户的情况，限制了实际的使用场景。 

经检索还发现，J.Huang and A.L.Swindlehurst,“QoS-constrained robust beamforming in MISO wiretap channels with a helper,”Signals,Systems and Computers(ASILOMAR),2011 Conference Record of the Forty Fifth Asilomar Conference on,vol.,no.,pp.188-192,6-9Nov.2011.该文考虑使用一个干扰源发送干扰信号，来干扰不合法用户，最大化系统安全容量，但是该文的方案需要设置 一个干扰源，复杂度较高。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，在完整信道状态信息（CSI）情况下，提供一种CoMP系统下最大化安全容量的安全信号处理方法，该方案考虑多个小区多用户下的场景，通过在源端发射机同时进行预编码设计，有效的抑制不合法用户的信息容量，最大化合法用户的信息容量。 

为达到上述目的，本发明提供一种CoMP系统中安全信息容量信号处理方法，包括以下步骤： 

第一步，第k个基站向第i个用户发送训练序列S_ik，第i用户接收到的信号X_ik，进行信道估计处理得到第k个基站和第i个用户之间的估计信道相应的信道估计误差方差为在所有小区用户当中存在一个不合法用户e会窃听用户信息，第k个基站同时会向不合法用户发送训练序列S_ek，不合法用户e接收到的信号X_ek，进行信道估计处理得到第k个基站和不合法用户e之间的估计信道相应的信道估计误差方差为所述的信道估计处理和信道估计误差方差表示为：