[发明专利]使用具有物理层安全性的幺正编织分割复用(UBDM)的通信系统和方法

权利要求书

1.一种系统，包括：

能够访问幺正矩阵的码本的多个第一通信设备；

能够访问幺正矩阵的码本的多个第二通信设备；

能够操作地耦接到所述多个第一通信设备的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：

使用第一已知向量和幺正矩阵来产生第一编码向量，以及

通过通信信道将表示第一编码向量的信号发送到所述多个第二通信设备，所述通信信道在发送期间对第一编码向量应用信道变换；以及

能够操作地耦接到所述多个第二通信设备的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：

接收包括已由信道变换进行变换的第一编码向量的版本的变换后信号，

基于变换后信号检测有效信道的表示，所述有效信道与所述通信信道关联，

进行有效信道的表示的奇异值分解，以识别有效信道的表示的左奇异向量和有效信道的表示的右奇异向量，

基于用于发送的消息从幺正矩阵的码本中选择预编码矩阵，所述预编码矩阵与针对用于发送的消息的索引关联，

基于第二已知向量、所述预编码矩阵、有效信道的表示的左奇异向量的复共轭、以及有效信道的表示的右奇异向量来产生第二编码向量，以及

通过所述通信信道将表示第二编码向量的信号发送到所述多个第一通信设备以用于所述消息的识别。

2.按照权利要求1所述的系统，其中所述多个第一通信设备或所述多个第二通信设备中的至少一个包括多个天线阵列，所述多个第一通信设备和所述多个第二通信设备被配置成进行多入多出(MIMO)操作。

3.按照权利要求1所述的系统，其中能够操作地耦接到所述多个第二通信设备的所述至少一个处理器被配置成通过以下操作产生第二编码向量：

将左奇异向量的复共轭乘以所述预编码矩阵以产生中间矩阵；以及

将所述中间矩阵右乘有效信道的表示的右奇异向量以产生第二编码向量。

4.按照权利要求1所述的系统，其中所述幺正矩阵的码本是能够公开访问的。

5.按照权利要求1所述的系统，其中所述预编码矩阵是第一预编码矩阵，所述消息是第一消息，并且所述索引是第一索引，能够操作地耦接到所述多个第二通信设备的所述至少一个处理器还被配置成：

从所述幺正矩阵的码本中选择第二预编码矩阵，第二预编码矩阵与针对用于发送的第二消息的第二索引关联，

基于第三已知向量、第二预编码矩阵、有效信道的表示的左奇异向量的复共轭、以及有效信道的表示的右奇异向量来产生第三编码向量，以及

通过所述通信信道向所述多个第一通信设备发送表示第三编码向量的信号，以用于第二消息的识别。

6.按照权利要求1所述的系统，其中能够操作地耦接到所述多个第二通信设备的所述至少一个处理器还被配置成通过所述通信信道向所述多个第一通信设备发送表示多个附加的编码向量的信号，直到发送了预定数量的消息为止。

7.一种方法，包括：

经由第一通信设备在第一处理器处接收表示第一编码向量和信道变换的信号；

经由第一处理器，基于所接收的信号检测有效信道的表示；

经由第一处理器，进行有效信道的表示的奇异值分解，以识别有效信道的表示的左奇异向量和有效信道的表示的右奇异向量；

经由第一处理器，从幺正矩阵的码本中选择预编码矩阵，所述预编码矩阵与针对用于发送的消息的索引关联；

经由第一处理器，基于第二已知向量、所述预编码矩阵、有效信道的表示的左奇异向量的复共轭、以及有效信道的表示的右奇异向量来产生第二编码向量；以及

通过通信信道将表示第二编码向量的信号发送到第二通信设备，以用于在能够操作地耦接到第二通信设备的第二处理器处所述消息的识别。

8.按照权利要求7所述的方法，其中第一通信设备或第二通信设备中的至少一个包括多个天线，第一通信设备和第二通信设备被配置成进行多入多出(MIMO)操作。