[发明专利]波束成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种波束成形方法。

背景技术

随着移动通信的普及以及移动互联网业务的迅猛发展，网络的开放性以及无线传输的特性，使安全问题将成为整个移动通信系统的核心问题之一。波束成形技术成为实现通信系统物理层安全的主要技术之一。其利用多天线的波束成形技术进行信息的安全传输，其中一个问题是如何使得偷听者获得的信号能量最小，同时使得合法接收着获得的信号能量最大。

随着波束成形技术的发展，如何进行信息波束成形和干扰波束成形是当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种波束成形方法，能够同时进行信息波束成形和干扰波束成形。

本发明实施例采用如下技术方案：

一种波束成形方法，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。

可选的，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。

可选的，所述基站确定波束成形的赋值向量之后，还包括：

所述基站依据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。

可选的，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。

可选的，当所述终端到所述偷听者信道已知时，所述基站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。

可选的，当所述终端到所述偷听者信道未知时，所述基站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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

基于上述方案，本发明实施例的波束成形方法，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，从而实现同时进行信息波束成形和干扰波束成形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种波束成形方法的流程图；

图2为本发明实施例2提供的基于全双工基站模型的示意图；

图3为本发明实施例3提供的信息波束成形和干扰波束成形设计算法的流程图；

图4为本发明实施例3提供的基于波束成形算法进行通信的流程示意图；

图5为本发明实施例3提供的波束成形算法的性能仿真图之一；

图6为本发明实施例3提供的波束成形算法的性能仿真图之二。

具体实施方式