[发明专利]基于极化预编码的无线通信物理层安全实现方法及装置

权利要求书

1.一种基于极化预编码的无线通信物理层安全实现方法，其特征在于，包括：

接收通信接收方发送的通信请求信息，所述通信请求信息包括导频序列；

根据所述导频序列获取合法通信信道，对所述合法通信信道的信道矩阵进行奇异值分解；

将待发送的信源比特进行极化状态调制获得符号星座点；

根据奇异值分解结果确定加权集合，从所述加权集合中选择一个加权因子，对所述符号星座点进行加权处理获得待发送的符号；

将所述待发送的符号通过正交双极化天线向外发射；

所述对所述合法通信信道的信道矩阵进行奇异值分解，包括：

根据如下公式对所述合法通信信道的信道矩阵进行奇异值分解：

其中，H_AB为通信发送方到通信接收方的合法通信信道；U_AB和V_AB为2×2的酉矩阵，V_AB^*表示为V_AB的共轭转置；和为奇异值，满足λ_AB,1≥λ_AB,2＞0；

所述根据奇异值分解结果确定加权集合，包括：

根据如下公式根据奇异值分解结果确定加权集合：

其中，C_k为加权集合；U_AB和V_AB为2×2的酉矩阵，V_AB^*表示为V_AB的共轭转置，U_AB^*表示为U_AB的共轭转置；和为奇异值，满足λ_AB,1≥λ_AB,2＞0；N为正整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待发送的信源比特进行极化状态调制获得符号星座点，包括：

根据如下公式将待发送的信源比特进行极化状态调制获得符号星座点：

其中，S_n为符号星座点；M_p是极化状态调制阶数，为极化状态的描述子，0≤δ_k≤π/2，j为虚数单位。

3.一种基于极化预编码的无线通信物理层安全实现装置，其特征在于，包括：

通信请求信息接收单元，用于接收通信接收方发送的通信请求信息，所述通信请求信息包括导频序列；

奇异值分解单元，用于根据所述导频序列获取合法通信信道，对所述合法通信信道的信道矩阵进行奇异值分解；

符号星座点获取单元，用于将待发送的信源比特进行极化状态调制获得符号星座点；

加权处理单元，用于根据奇异值分解结果确定加权集合，从所述加权集合中选择一个加权因子，对所述符号星座点进行加权处理获得待发送的符号；

符号发射单元，用于将所述待发送的符号通过正交双极化天线向外发射；

所述奇异值分解单元进一步用于：

根据如下公式对所述合法通信信道的信道矩阵进行奇异值分解：

其中，H_AB为通信发送方到通信接收方的合法通信信道；U_AB和V_AB为2×2的酉矩阵，V_AB^*表示为V_AB的共轭转置；和为奇异值，满足λ_AB,1≥λ_AB,2＞0；

所述加权处理单元进一步用于：

根据如下公式根据奇异值分解结果确定加权集合：

其中，C_k为加权集合；U_AB和V_AB为2×2的酉矩阵，V_AB^*表示为V_AB的共轭转置，U_AB^*表示为U_AB的共轭转置；和为奇异值，满足λ_AB,1≥λ_AB,2＞0；N为正整数。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述符号星座点获取单元进一步用于：

根据如下公式将待发送的信源比特进行极化状态调制获得符号星座点：

其中，S_n为符号星座点；M_p是极化状态调制阶数，为极化状态的描述子，0≤δ_k≤π/2，j为虚数单位。