[发明专利]基于组合波束的保密可见光无线空间迫零方法

权利要求书

1.一种基于组合波束的保密可见光无线空间迫零方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤一，空间分布式可见光无线接入点配置是N_array个尺寸相同的可见光无线接入点被均匀地分布于室内天花板上，每个可见光无线接入点采用具有相同波束特性的固态光源，所述分布于室内天花板上的固态光源构成光源阵列，并将光源阵列作为可见光信号发射器，在所述空间分布式可见光无线接入点布局配置下，不同可见光无线接入点构成差异化波束特性的光源阵列，在上述基于具有差异化波束的分布式可见光无线接入点配置下，同一信号接收平面的不同接收位置处能获得有显著差异的可见光信道增益矢量；

在空间分布式可见光无线接入点配置下，根据窃听用户CSI构造，构造窃听用户的信道矢量h_eve，其中，是第i个分布式光源阵列到窃听用户的信道增益，所述信道矢量所对应的N_array－1个零空间列矢量组合成的零空间矩阵Ψ_eve；

空间集中式可见光无线接入点配置是仅有单一的可见光无线接入点被置于室内天花板上，该单一的可见光无线接入点由N_{sub_array}个小尺寸的固态光源子阵列构成，每个光源子阵列之间具备差异化波束特性，使不同光源子阵列在信号接收平面上相同接收位置处提供显著差异的可见光信道增益；

在空间集中式可见光无线接入点配置下，根据窃听用户CSI构造，构造窃听用户的信道矢量h_eve，其中[.]^T代表矩阵转置运算，是第j个集中式光源子阵列到窃听用户的信道增益，所述信道矢量对应的N_{sub_array}－1个零空间列矢量组合成的零空间矩阵Ψ_eve；

步骤二，构造上述基于零空间矩阵Ψ_eve的空间置零权值矩阵w_null，w_null＝sΨ_eveΨ^T_eveh_bob，其中，Ψ^T_eve为Ψ_eve的转置矩阵，s为空间置零权值矩阵的缩放系数，h_bob为保密用户bob的信道增益；

步骤三，在上述空间分布式或空间集中式可见光无线接入点配置下，目标用户所捕获的信号为可见光接入点光源的光源阵列或光源子阵列加载的经过w_null加权的信号，

y_bob＝a_{mod_ind}×P_DC×h_bob×w_null×d+z_bob，

其中，y_bob是目标用户所捕获的信号，a_{mod_ind}是可见光接入点光源的调制指数，P_DC是可见光接入点光源的直流偏置，d是加在到可见光发射器上的原始数据，z_bob是目标用户所捕获的噪声，目标用户的接收信噪比表示为：

SNR_bob＝[a²_{mod_ind}(P_DC)²(h_bob)^Tw_null(w_null)^Th_bob]/σ²；其中，σ²代表噪声方差；

在上述空间分布式或空间集中式可见光无线接入点配置下，窃听用户所捕获的信号为可见光接入点光源的光源阵列或光源子阵列加载的经过w_null加权的信号，

y_eve＝a_{mod_ind}×P_DC×h_eve×w_null×d+z_eve

＝a_{mod_ind}×P_DC×0×d+z_eve＝z_eve，

其中，y_eve是窃听用户捕获的信号，a_{mod_ind}是可见光接入点光源的调制指数，P_DC是可见光接入点光源的直流偏置，d是加在到可见光发射器上的原始数据，z_eve是窃听用户所捕获的噪声，窃听用户的接收信噪比可以表示为：SNR_eve＝0/σ²＝0。