[发明专利]波束成形方法

权利要求书

1.一种波束成形方法，其特征在于，包括：

基站获得信道信息，所述信道信息包括所述基站到终端的信道信息、所述基站到偷听者的信道信息、及所述终端到所述偷听者的信道信息；

所述基站根据所述信道信息进行信息波束成形和干扰波束成形；

其中,所述基站根据所述信道信息进行信息波束成形和干扰波束成形包括：

根据保密信息发送端到偷听者的信道参数已知或未知的情况选择不同的优化算法，计算波束成形权值向量的权值并存储计算结果；

1)、若已知，在功率分配系数为θ＝0∶0.01∶1情况下，信息波束成形赋值向量的计算表达式为：

干扰波束成形的计算表达式为：

其中

所需的其它变量分别计算为：

2)、若未知，在功率分配系数为θ＝0∶0.01∶1情况下，信息波束成形赋值向量的计算表达式为：

而干扰波束成形赋值向量计算为：

其中的和计算为：

a)、如果

则

b)、如果

则

其中S^*＝s^*s^*H；

基站与偷听者之间的信道为基站与合法接收端的信道为 基站与保密信息发送者的信道为安全信息发送端与合法信息接收端的信道为安全信息发送端与偷听者的信道为安全信息发射端的发射功率限制为P_t；基站发射功率限制为P；基站安全接收吞吐量阈值为

从全部的迭代计算结果中选择最优的作为波束成形权值向量，完成计算并输出到基站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根据所述信道信息进行信息波束成形和干扰波束成形包括：

所述基站确定波束成形的赋值向量；

所述基站根据所述波束成形的赋值向量及所述信道信息进行信息波束成形和干扰波束成形。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站确定波束成形的赋值向量之后，还包括：

所述基站根据计算能力确定波束成形算法的迭代次数；确定安全接收吞吐量阈值和发送吞吐量阈值；

所述基站根据所述终端到所述偷听者的信道参数已知或未知确定对应的优化算法；使得所述终端到所述偷听者的信道参数已知时，最大化所述基站的发送吞吐量，同时保证所述基站的安全接收吞吐量高于所述安全接收吞吐量阈值；所述终端到所述偷听者的信道参数未知的情况下，最大化所述基站的安全接收吞吐量，同时保证所述基站的发送吞吐量高于所述发送吞吐量阈值；

所述基站根据确定的计算方法及所述赋值向量更新所述波束成形赋值向量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

根据确定的波束成形算法的迭代次数，在每一次计算中，确定波束成形赋值向量，在所有计算结果中选择最优的波束成形赋值向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述波束成形的赋值向量包括所述信息波束成形的赋值向量及所述干扰波束成形的赋值向量，所述信息波束成形的赋值向量，所述干扰波束成形的赋值向量的更新算法为：

在每一次迭代计算中，求解信息波束成形的赋值向量和干扰波束成形的赋值向量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站最大化所述基站的发送吞吐量时，所述基站发射功率小于预设值，且所述基站的安全接收吞吐 量大于预设值。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站最大化所述基站的安全接收吞吐量时，所述基站发射功率小于预设值，且所述基站的信息发送吞吐量大于预设值。