数据传输方法及装置与流程
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法及装置。
背景技术：
随着社会的进步和科技的发展，通信技术正在不断地改变和改善人们的生活及工作方式。通信技术分为有线通信和无线通信，其中，无线通信的方式使人们摆脱了有线通信的束缚，提高了工作与生活的便捷性。
无线通信系统已经从第一代移动通信系统逐渐演变为第四代移动通信系统，然而，系统安全性问题始终贯穿始终，成为无线通信中关键和核心需要解决的问题。
在现有技术中，OFDM(orthogonal frequency divisionmultiplexing，正交频分复用)系统，利用发送端的多天线随机加权、人工噪声等方式实现加密，当窃听者的天线书多于发送端的天线数时，现有技术中的加密方式无法保证移动通信系统的安全性。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种数据传输方法及装置，以克服现有技术中利用发送端的随机加权、人工噪声等方式实现加密的方式安全性较低的问题。
本发明实施例提供一种种数据传输方法，包括：
发送端根据接收的导频信号估计信道参数；
若所述信道参数同时包含合法信道参数和非法信道参数，所述发送端根据所述合法信道参数以及所述非法信道参数确定最小特征向量；
若所述最小特征向量对应的发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据所述最小特征向量确定所述发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
若所述最小特征向量对应的所述发送功率大于最大功率阈值，根据卡罗需-库恩-塔克KKT条件中的二分法确定发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述发送端根据所述合法信道参数以及所述非法信道参数确定最小特征向量，包括：
所述发送端根据所述合法信道参数计算合法Q矩阵，以及
所述发送端根据所述非法信道参数计算非法Q矩阵；
根据所述合法Q矩阵以及所述非法Q矩阵，确定最小特征向量。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
所述非法Q矩阵Qe通过如下公式进行计算：
其中，He为非法信道的多径信息矩阵,为非法信道的多径信息矩阵的转置，Re为非法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
所述最小特征向量qL为对矩阵(Qb，Qe)分解得到的最小特征值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述最小特征向量qL对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的QOS(Quality of Service，通信质量标准)阈值，Qb为合法信道的Q矩阵，为最小特征向量的转置。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据KKT(Karush-Kuhn-Tucker，卡罗需-库恩-塔克)条件中的二分法确定发送端发送信号的功率，包括：
所述KKT条件通过如下公式进行计算：
当满足如下条件时，停止计算，
其中，Qb为合法信道的Q矩阵，Qe为非法信道的Q矩阵，I为单位矩阵；
s为扩频波形,为矩阵中最小特征向量,
β为对应的值，Emax为最大功率阈值，∈为精度阈值；
所述对应的发送功率为所述发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
若所述信道参数仅包含合法信道参数，所述发送端根据所述合法信道参数确定最大特征向量；
若所述最大特征向量对应的所述发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据所述最大特征向量确定所述发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
若所述最大特征向量对应的发送功率大于最大功率阈值，，所述发送端不发送信号。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
在所述发送信号中加入人工噪声，所述人工噪声对所述合法接收端不产生干扰。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述发送端根据所述合法信道参数确定最大特征向量，包括：
所述发送端根据所述合法信道参数计算合法Q矩阵；
所述合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
所述最大特征向量q1为对矩阵Qb分解得到的最大值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述最大特征向量q1对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的通信质量标准QOS阈值，Qb为合法信道的Q矩阵， 为最大特征向量的转置。
本发明实施例提供一种种数据传输装置，包括：
参数计算模块，用于根据接收的导频信号估计信道参数；
确定模块，用于若所述信道参数同时包含合法信道参数和非法信道参数，根据所述合法信道参数以及所述非法信道参数确定最小特征向量；
功率计算模块，用于若所述最小特征向量对应的发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据所述最小特征向量确定所述发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述功率计算模块还用于：
若所述最小特征向量对应的所述发送功率大于最大功率阈值，根据KKT条件中的二分法确定发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述确定模块，具体用于：
根据所述合法信道参数计算合法Q矩阵，以及
根据所述非法信道参数计算非法Q矩阵；
根据所述合法Q矩阵以及所述非法Q矩阵，确定最小特征向量。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
所述非法Q矩阵Qe通过如下公式进行计算：
其中，He为非法信道的多径信息矩阵,为非法信道的多径信息矩阵的转置，Re为非法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
所述最小特征向量qL为对矩阵(Qb，Qe)分解得到的最小特征值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述最小特征向量qL对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的QOS阈值，Qb为合法信道的Q矩阵，为最小特征向量的转置。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述功率计算模块具体用于：
所述KKT条件通过如下公式进行计算：
当满足如下条件时，停止计算，
其中，Qb为合法信道的Q矩阵，Qe为非法信道的Q矩阵，I为单位矩阵；
s为扩频波形,为矩阵中最小特征向量,
β为对应的值，Emax为最大功率阈值，∈为精度阈值；
所述对应的发送功率为所述发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述确定模块，还用于：
若所述信道参数仅包含合法信道参数，根据所述合法信道参数确定最大特征向量；
所述功率计算模块，还用于：
若所述最大特征向量对应的所述发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据所述最大特征向量确定所述发送端发送信号的功率。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述功率计算模块，还用于：
若所述最大特征向量对应的发送功率大于最大功率阈值，，所述发送端不发送信号。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述装置还包括：
添加模块，用于在所述发送信号中加入人工噪声，所述人工噪声对所述合法接收端不产生干扰。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述功率计算模块，具体用于：
根据所述合法信道参数计算合法Q矩阵；
所述合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
所述最大特征向量q1为对矩阵Qb分解得到的最大值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述最大特征向量q1对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的通信质量标准QOS阈值，Qb为合法信道的Q矩阵， 为最大特征向量的转置。
本发明实施例提供的数据传输方法及装置，通过发送端接收到的导频信号来估计相应的信道参数，其可以根据信道参数对信道进行判断，确定其为合法信道还是非法信道，发送端根据相应的信道参数确定扩频波形的特征向量，进而根据相应的特征向量结合发送端的总功率来确定发送信号的功率，通过本技术方案能够在保证合法接收端能够正常接收信号的同时，利用信道参数来改变发送功率的方式最小化的恶化非法接收端的SINR(Signal to Interfenence plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)，进而增强了通信的安全性，解决了现有技术中利用发送端的随机加权、人工噪声等方式实现加密的方式安全性较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的数据传输方法实施例一的流程图。
图2为本发明实施例提供的数据传输方法实施例二的流程图；
图3为本发明实施例提供的数据传输方法实施例三的流程图；
图4为本发明实施例提供的数据传输方法实施例四的流程图；
图5为本发明实施例提供的数据传输方法实施例五的流程图；
图6为本发明实施例数据传输方法实施例的仿真结果图；
图7为本发明实施例数据传输方法实施例的另一仿真结果图；
图8为本发明实施例提供的数据传输装置实施例一的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的数据传输装置实施例五的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
实施例一
图1为本发明实施例提供的数据传输方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的数据传输方法，具体可以包括如下步骤：
101、发送端根据接收的导频信号估计信道参数。
本发明实施例中提供的数据传输方法可以应用于SISO(single input single output，单进入单输出)系统，系统中可以包含发送端与接收端，其中，发送端中包含一个天线。为了增强通信的安全性，在本发明实施例中，发送端在发送信号之前，首选需要确定发送端与接收端之间的信道参数，信道参数的确定方式可以采用信道估计的方式。具体地，接收端向发送端发送导频信号，发送端根据接收到的导频信号估计信道参数。
由于接收端可以有两种，一种是合法接收端，另一种是非法接收端，相 应的，信道也会分为两种，一种是合法信道，另一种是非法信道。其中，合法接收端与发送端之间是可以进行正常的通信，而非法接收端的存在会威胁系统的安全性，例如，非法接收端窃听信号会导致消息的泄露。
因此，在本发明实施例中，发送端接收到的导频信号可以包含合法接收端发送的导频信号、或者非法接收端发送的导频信号、或者合法接收端发送的导频信号以及非法接收端发送的导频信号。相应的，信道参数中可以包含合法信道参数、或者非法信道参数、或者合法信道参数以及非法信道参数。
102、若信道参数同时包含合法信道参数和非法信道参数，发送端根据合法信道参数以及非法信道参数确定最小特征向量。
当发送端进行估计得到的信道参数中同时包含合法信道参数和非法信道参数时，则发送端可以确定存在有非法接收端，因此，需要对发送端发送信号的波形进行调整，以达到干扰非法接收端接收的目的。
假设合法接收端和非法接收端与发送端进行通信时使用的信道为常见的瑞利多径衰落信道，则设定合法信道的参数向量为hb＝[hb,1,hb,2,…,hb,m]，非法信道的参数向量为he＝[he,1,he,2,…,he,m],其中，m为可分解的多径的数数目。
在本发明实施例中，根据合法信道参数以及非法信道参数确定波形的最小特征向量，具体可以采用如下方式进行计算：
发送端根据合法信道参数计算合法Q矩阵，以及
发送端根据非法信道参数计算非法Q矩阵；
根据合法Q矩阵以及非法Q矩阵，确定最小特征向量。
其中，合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵。
具体地，在本发明实施例中，Hb具有如下的一般形式：
在一个具体的实现过程中，Rb可以通过如下公式进行计算：
其中，zb为其他接收端的干扰，nb为高斯白噪声。
需要说明的是，在实际应用中，若发送端没有发送信号，则可以通过发送端接收的信号，并对所有的信号取平均值来估计干扰和高斯白噪声的自相关矩阵Rb，相应的，可以通过如下公式进行计算：
其中，zb(n)为第n个其他接收端的干扰，nb为高斯白噪声。
非法Q矩阵Qe通过如下公式进行计算：
其中，He为非法信道的多径信息矩阵,为非法信道的多径信息矩阵的转置，Re为非法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵。
在本发明实施例中，He与Hb的形式相同、Re与Rb的计算方式相同，此处不再进行赘述。
最小特征向量qL为对矩阵(Qb，Qe)分解得到的最小特征值。
103、若最小特征向量对应的发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据最小特征向量确定发送端发送信号的功率。
发送端发送信号时，可以通过如下公式进行表示：
其中，E表示发送端中发送信号的比特能量，b(n)∈{±1}表示发送端发送的第n个比特信号，nT表示第n个时刻，取值0到正无穷，表示变频。s(t-nT)表示待发送信号的波形。
发送端将信号发送后，信号经过载波解调和脉冲成型后，合法接收端接收到的信号可以表示为：
其中，zb为其他接收端的干扰，nb为高斯白噪声。
假设合法接收端在恢复信号时采用一般的线性最大的SINR滤波器进行滤波的情况下，合法接收端恢复的信号表示为：
其中，表示最大SINR滤波器。
则在该情况下，当采用最大SINR滤波器对恢复的信号滤波后，输出SINR可以通过如下公式表示：
其中，s为扩频波形。
由于信道的广播特性，非法接收端也可以获得类似于合法接收端接收到的信号，假设非法接收端可以获知信道参数He和发送端采用的扩频波形s，则其同样用最大SINR滤波处理接收信号来恢复原始的信息，对于非法接收端来说，输出SINR可以通过如下公式表示：
从SINRb和SINRe的计算公式中可以得知，由于合法信道的Q矩阵和非法信道的Q矩阵不同，因此，通过对s扩频波形的改变，使得SINRb和SINRe具有最大的差异性。
因此，按照如下目标方程进行计算：
EsHQes＞γ
sHs＝1
E≤Emax
其中，γ表示合法信道的QOS阈值，该QOS阈值可以根据实际需要进行设定，Emax为发送端的最大可用能量，即最大能量阈值。
因此，在本发明实施例中，步骤102中确定了最小特征向量qL，根据上述目标公式，确定应用该最小特征向量对应的发送信号的能量，其可以通过如下公式进行计算：
如果此时得到的能量满足E≤Emax，那么扩频波形s对应的向量为qL，发送端发送信号的功率为E。
本发明实施例提供的数据传输方法，通过发送端接收到的导频信号来估计相应的信道参数，其可以根据信道参数对信道进行判断，确定其为合法信道还是非法信道，发送端根据相应的信道参数确定扩频波形的特征向量，进而根据相应的特征向量结合发送端的总功率来确定发送信号的功率，通过本技术方案能够在保证合法接收端能够正常接收信号的同时，利用信道参数来改变发送功率的方式最小化的恶化非法接收端的SINR，进而增强了通信的安全性，解决了现有技术中利用发送端的随机加权、人工噪声等方式实现加密的方式安全性较低的问题。
实施例二
图2为本发明实施例提供的数据传输方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例的数据传输方法，具体可以包括如下步骤：
201、发送端根据接收的导频信号估计信道参数。
202、若信道参数同时包含合法信道参数和非法信道参数，发送端根据合法信道参数以及非法信道参数确定最小特征向量。
203、判断最小特征向量对应的发送功率是否小于或者等于最大功率阈值，若是，执行步骤204，若否，执行步骤205。
204、根据最小特征向量确定发送端发送信号的功率。
205、根据KKT条件中的二分法确定发送端发送信号的功率。
在本发明实施例中，当最小特征向量对应的发送功率大于最大能量阈值时，说明发送功率超过了发送端的能量，因此，需要通过其他的方式来选取扩频波形s的发送功率。在一个具体的实现过程中，通过KKT条件来进行计算，通过如下公式进行计算：
当满足如下条件时，停止计算，
其中，Qb为合法信道的Q矩阵，Qe为非法信道的Q矩阵，I为单位矩阵；
s为扩频波形,为矩阵中最小特征向量,
β为对应的值，Emax为最大功率阈值，∈为精度阈值；
需要说明的是，∈可以根据实际情况进行规定。
当满足上述计算公式时，为扩频波形s的对应的向量，相应的对应的发送功率为发送端发送信号的功率。
本发明实施例提供的数据传输方法，通过发送端接收到的导频信号来估计相应的信道参数，其可以根据信道参数对信道进行判断，确定其为合法信道还是非法信道，发送端根据相应的信道参数确定扩频波形的特征向量，进而根据相应的特征向量结合发送端的总功率来确定发送信号的功率，通过本技术方案能够在保证合法接收端能够正常接收信号的同时，利用信道参数来改变发送功率的方式最小化的恶化非法接收端的SINR，进而增强了通信的安全性，解决了现有技术中利用发送端的随机加权、人工噪声等方式实现加密的方式安全性较低的问题。
实施例三
图3为本发明实施例提供的数据传输方法实施例三的流程图，如图3所示，本实施例的数据传输方法，在实施例一的步骤103之后，还可以包括包括如下步骤：
304、若信道参数仅包含合法信道参数，发送端根据合法信道参数确定最大特征向量。
当发送端进行估计的到的信道参数中仅包含合法信道参数时，则发送端不确定是否存在有非法接收端，因此，需要采用不同于实施例一中的方式对发送端发送信号的波形进行调整，以达到干扰非法接收端接收的目的。
在本发明实施例中，假设合法接收端与发送端进行通信时使用的信道为 常见的瑞利多径衰落信道，则设定合法信道的参数向量为hb＝[hb,1,hb,2,…,hb,m]，其中，m为可分解的多径的数数目。
Hb具有如下的一般形式：
然后，发送端根据合法信道参数计算合法Q矩阵；合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵。
在一个具体的实现过程中，若发送端没有发送信号，则可以通过发送端接收的信号，并对所有的信号取平均值来估计干扰和高斯白噪声的自相关矩阵Rb，相应的，Rb可以通过如下公式进行计算：
其中，zb(n)为第n个其他接收端的干扰，nb为高斯白噪声。
在本发明实施例中，由于发送端不确定是否存在有非法接收端，因此，在确定扩频波形s的向量时，通过采用降低发送端的发送能量的方式，以实现减小发送端发送的信号泄露的可能性，提高通信的安全性。
因此，按照如下目标方程进行计算：
EsHQbs＞γ
sHs＝1
E≤Emax
其中，E表示发送端中发送信号的比特能量，s为扩频波形，γ表示合法 信道的QOS阈值，该QOS阈值可以根据实际需要进行设定，Emax为发送端的最大可用能量，即最大能量阈值。
根据上述目标方程可知，最大特征向量q1为对矩阵Qb分解得到的最大值。
305、若最大特征向量对应的发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据最大特征向量确定发送端发送信号的功率。
若扩频波形s的向量与最大特征向量q1相等时，发送端的发送功率最小。最大特征向量q1对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的通信质量标准QOS阈值，Qb为合法信道的Q矩阵， 为最大特征向量的转置。
比较扩频波形s的向量与最大特征向量q1相等时，发送端的发送功率与最大功率阈值Emax的关系，如果发送功率E小于或者等于最大功率阈值Emax，那么扩频波形s对应的向量为q1，发送端发送信号的功率为E。
本发明实施例提供的数据传输方法，通过发送端接收到的导频信号来估计相应的信道参数，其可以根据信道参数对信道进行判断，确定其为合法信道还是非法信道，当发送端仅能估计到合法信道参数时，发送端根据相应的信道参数确定扩频波形的特征向量，进而根据相应的特征向量结合发送端的总功率来确定发送信号的功率，通过本技术方案能够在保证合法接收端能够正常接收信号的同时，利用信道参数来改变发送功率的方式最小化的恶化非法接收端的SINR，进而增强了通信的安全性，解决了现有技术中利用发送端的随机加权、人工噪声等方式实现加密的方式安全性较低的问题。
实施例四
图4为本发明实施例提供的数据传输方法实施例四的流程图，如图4所示，本实施例的数据传输方法，具体可以包括如下步骤：
401、发送端根据接收的导频信号估计信道参数。
402、发送端确定信道参数是否同时包含合法信道参数和非法信道参数，若是，执行步骤403，若否，执行步骤404。
403、发送端根据合法信道参数以及非法信道参数确定最小特征向量，执行步骤405。
404、发送端根据合法信道参数确定最大特征向量，执行步骤408。
405、判断最小特征向量对应的发送功率是否小于或者等于最大功率阈值，若是，执行步骤406，若否，执行步骤407。
406、根据最小特征向量确定发送端发送信号的功率。
407、根据KKT条件中的二分法确定发送端发送信号的功率。
408、判断最大特征向量对应的发送功率是否小于或者等于最大功率阈值，若是，执行步骤409，若否，执行步骤410。
409、根据最大特征向量确定发送端发送信号的功率。
410、发送端不发送信号。
在本发明实施例中，若最大特征向量对应的发送功率大于最大功率阈值，说明此时不能保证最基本的通信服务质量，因此，发送端不发送信号。
本发明实施例提供的数据传输方法，当发送端仅能估计到合法信道参数时，发送端根据相应的信道参数确定扩频波形的特征向量，进而根据相应的特征向量结合发送端的总功率来确定发送信号的功率，当相应的特征向量不能满足发送端的总功率时，不发送信号，通过本技术方案能够在保证合法接收端能够正常接收信号的同时，利用信道参数来改变发送功率的方式最小化的恶化非法接收端的SINR，进而增强了通信的安全性，解决了现有技术中利用发送端的随机加权、人工噪声等方式实现加密的方式安全性较低的问题。
实施例五
图5为本发明实施例提供的数据传输方法实施例五的流程图，如图5所示，本实施例的数据传输方法，在实施例三中步骤305之后，还可以包括如下步骤：
506、在发送信号中加入人工噪声，人工噪声对合法接收端不产生干扰。
在实施例三的步骤304中，通过采用降低发送端的发送能量的方式，以实现减小发送端发送的信号泄露的可能性，因此，为了进一步地提高通信的安全性，在本发明实施例中，可以利用发送端的剩余功率来产人工噪声，将人工噪声添加在扩频波形中，在对合法接收端不产生干扰的情况下，降低非法接收端的SINR，进一步地干扰非法接收端对于信号的窃听。
具体地，利用发送端的剩余功率可以通过如下公式进行计算：
为了保证人工噪声对合法接收端不产生影响，扩频信号中添加的人工噪声需要满足位于扩频波形s的零空间。因此，人工噪声的波形，可以通过如下公式进行计算：
其中，L为合法Q矩阵的长度，W为扩频波形s的正交基，q2,…qL均为对合法Q矩阵分解得到的向量。
本发明实施例提供的数据传输方法，当发送端仅能估计到合法信道参数时，发送端根据相应的信道参数确定扩频波形的特征向量，进而根据相应的特征向量结合发送端的总功率来确定发送信号的功率，并且在发送信号添加人工噪声，在不影响合法接收端接收信号的同时，进一步地增强了通信的安全性。
为了能够更好的说明本发明实施例中的技术效果，采用本发明实施例中的数据传输方法进行了仿真，具体参数如表1所示：
表1
相应的仿真结果，如图6和图7所示。
图6为本发明实施例数据传输方法实施例的仿真结果图，如图6所示，横坐标中代表合法接收端SINR的QOS阈值，纵坐标代表非法接收端的平均信干燥比。图中自上而下三条线段分别代表，发送端对非法信道参数未知使用最小发送功率发送信号状态下合法接收端与非法接收端的数据、发送端对非法信道参数未知以及添加人工噪声状态下合法接收端与第二非法接收端的数据、发送端对非法信道参数已知状态下合法接收端与第一非法接收端的数据。
图7为本发明实施例数据传输方法实施例的另一仿真结果图，如图7所示，横坐标中代表合法接收端SINR阈值，纵坐标代表误码率。图中自上而下三条线段分别代表，发送端对非法信道参数已知情况下第一非法接收端的误码率、发送端对非法信道参数未知以及添加人工噪声情况下第二非法接收端 的误码率、发送端对非法信道参数已知使用情况下合法接收端的误码率。
实施例六
图8为本发明实施例提供的数据传输装置实施例一的结构示意图，如图8所示，本发明实施例的数据传输装置可以包括：参数计算模块11，确定模块12以及功率计算模块13。
参数计算模块11，用于根据接收的导频信号估计信道参数；
确定模块12，用于若信道参数同时包含合法信道参数和非法信道参数，根据合法信道参数以及非法信道参数确定最小特征向量；
功率计算模块13，用于若最小特征向量对应的发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据最小特征向量确定发送端发送信号的功率。
确定模块12，具体用于：
根据合法信道参数计算合法Q矩阵，以及
根据非法信道参数计算非法Q矩阵；
根据合法Q矩阵以及非法Q矩阵，确定最小特征向量。
其中，合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
非法Q矩阵Qe通过如下公式进行计算：
其中，He为非法信道的多径信息矩阵,为非法信道的多径信息矩阵的转置，Re为非法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
最小特征向量qL为对矩阵(Qb，Qe)分解得到的最小特征值。
其中，最小特征向量qL对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的通信质量标准QOS阈值，Qb为合法信道的Q矩阵， 为最小特征向量的转置。
本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
实施例七
在实施例六的基础上，本发明实施例的数据传输装置中，功率计算模块13还用于：
若最小特征向量对应的发送功率大于最大功率阈值，根据卡罗需-库恩-塔克KKT条件中的二分法确定发送端发送信号的功率。
功率计算模块13具体用于：
KKT条件通过如下公式进行计算：
当满足如下条件时，停止计算，
其中，Qb为合法信道的Q矩阵，Qe为非法信道的Q矩阵，I为单位矩阵；
s为扩频波形,为矩阵中最小特征向量,
β为对应的值，Emax为最大功率阈值，∈为精度阈值；
对应的发送功率为发送端发送信号的功率。
本实施例的装置，可以用于执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
实施例八
在实施例六的基础上，本发明实施例的数据传输装置中，确定模块12，还用于：
若信道参数仅包含合法信道参数，根据合法信道参数确定最大特征向量；
功率计算模块13，还用于：
若最大特征向量对应的发送功率小于或者等于最大功率阈值，根据最大特征向量确定发送端发送信号的功率。
功率计算模块，具体用于：
根据合法信道参数计算合法Q矩阵；
合法Q矩阵Qb通过如下公式进行计算：
其中，Hb为合法信道的多径信息矩阵，为合法信道的多径信息矩阵的转置，Rb为合法信道中信道干扰和噪声的自相关矩阵；
最大特征向量q1为对矩阵Qb分解得到的最大值。
最大特征向量q1对应的发送功率E通过如下公式进行计算：
其中，γ为合法信道的通信质量标准QOS阈值，Qb为合法信道的Q矩阵， 为最小特征向量的转置。
本实施例的装置，可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
实施例九
在实施例八的基础上，本发明实施例的数据传输装置中，功率计算模块13，还用于：
若最大特征向量对应的发送功率大于最大功率阈值，发送端不发送信号。
本实施例的装置，可以用于执行图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
实施例十
图9为本发明实施例提供的数据传输装置实施例五的结构示意图，如图9所示，在实施例八的基础上，本发明实施例的数据传输装置中，还包括：添加模块14。
添加模块14，用于在发送信号中加入人工噪声，人工噪声对合法接收端不产生干扰。
本实施例的装置，可以用于执行图5所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也 可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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