预编码的方法和基站的制作方法_2

文档序号:9813879阅读:来源:国知局
向量满足非 保密用户设备的接收的信息的质量好于要求的阔值,而且能够最大化保密用户设备的保密 容量。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中 所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实 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W根据送些附图 获得其他的附图。
[0036] 图1是本发明实施例可应用的场景的示意图。
[0037] 图2是本发明一个实施例的预编码的方法的示意性流程图。
[003引图3是本发明另一实施例的预编码的流程的示意性流程图。
[0039] 图4是本发明一个实施例的基站的示意框图。
[0040] 图5是本发明另一实施例的基站的示意框图。
【具体实施方式】
[0041] 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。
[0042] 应理解,本发明实施例的技术方案可W应用于各种通信系统,例如:全球移动 通讯(简称 GSM,英文 Global System of Mobile communication)系统、码分多址(简 称CDMA,英文Code Division Multiple Access)系统、宽带码分多址(简称WCDMA,英文 Wideband Code Division Multiple Access)系统、通用分组无线业务(简称GPRS,英文 General Packet Radio Service)、长期演进(简称 LTE,英文 Long Term Evolution)系 统、LTE频分双工(简称抑D,英文化equen巧Division Duplex)系统、LTE时分双工(简 称TOD,英文Time Division Duplex)、通用移动通信系统(简称UMTS,英文Universal Mobile Telecommunication System)或全球互联微波接入(简称 WiMAX,英文 Worldwide Interoperability for Microwave Access)通信系统等。
[0043] 用户设备(简称肥,英文User Equipment),也可称之为移动终端(简称MT,英 文Mobile Terminal)、移动用户设备等,可W经无线接入网(例如,简称RAN,英文Radio Access化twork)与一个或多个核必网进行通信,用户设备可W是移动终端,如移动电话 (或称为"蜂窝"电话)和具有移动终端的计算机,例如,可W是便携式、袖珍式、手持式、计 算机内置的或者车载的移动装置。
[0044] 基站,可 W是GSM或CDMA 中的基站(简称BTS,英文Base Transceiver Station), 也可W是WCDMA中的基站(NodeB),还可W是LTE中的演进型基站(简称eNB或e-NodeB, 英文evolved Node B),本发明并不限定。
[0045] 图1是本发明实施例可应用的场景的示意图。如图1所示,基站所在的小区内包 括M个用户设备和一个窃听接收机。
[0046] 本发明实施例中的基站可W为多天线基站。该M个用户设备可W为多天线用户设 备,也可W为单天线用户设备。该M个用户设备中包括一个保密用户设备。该保密用户设 备可W如图1中的肥1。该M个用户设备中的M-I个用户设备为非保密用户设备,该M-I个 非保密用户设备可W如图1中的肥2,肥3…肥M。其中,M为大于1的整数。
[0047] 多天线基站可W向M个用户设备分别发送相互独立的待发送信息。该待发送信息 中向保密用户设备发送的信息需要保密。同时,窃听接收机需要接收该向保密用户设备发 送的信息。M个用户设备中的M-I个非保密用户设备对接收到的信息没有保密要求。
[0048] 图2是本发明一个实施例的预编码的方法的示意性流程图。本发明实施例可W用 于如图1所示的场景,小区包括基站、M个用户设备和窃听接收机,该M个用户设备包括一 个保密用户设备和M-I个非保密用户设备,M为大于1的整数。图2的预编码的方法可W 由多天线基站执行。该预编码的方法包括:
[0049] 201,获取信道信息,该信道信息用于指示该M个用户设备中每一个用户设备与该 基站之间的信道增益和该窃听接收机与该基站之间的信道增益;
[0050] 202,根据该信道信息,确定满足约束条件的M个优化预编码向量,该约束条件包 括第一约束条件、第二约束条件和第H约束条件,该第一约束条件为该M-I个非保密用户 设备接收的信息的信噪比分别大于或等于对应的预设阔值,该第二约束条件为该基站的总 发射功率小于或等于预设功率,该第H约束条件为该保密用户设备的保密容量能够最大 化,其中,该M-I个非保密用户设备接收的信息的信噪比、该基站的总发射功率和该保密用 户设备的保密容量基于该M个优化预编码向量估计;
[0051] 203,根据该M个优化预编码向量对待发送给该M个用户设备的M个信息进行预编 码。
[0052] 本发明实施例的预编码的方法根据用户设备和窃听接收机的信道信息,确定预编 码向量,进而对待发送给用户设备的信息进行预编码。该方法能够使得预编码向量满足非 保密用户设备的接收的信息的质量好于要求的阔值,而且能够最大化保密用户设备的保密 容量。
[0053] 应理解,基站可W为多天线基站。该M个用户设备可W为配置多天线,也可W配置 单天线。
[0054] 可选地,作为一个实施例,用户设备配置多天线时,可W在接收时采用分集合并技 术,即对多个接收天线的信号采用加权合并。
[00巧]可选地,作为另一实施例,当用户设备配置多天线时,该用户设备还可W在接收时 采用天线选择技术时,即每次仅仅使用一根天线接收。
[0056] 可选地,作为另一实施例,本发明实施例还可W应用于蜂窝通信中的密集组网场 景或扩散的传感器网络场景。具体地,蜂窝通信中的密集组网场景可W为:在家庭基站小区 中,一个多天线的接入点有多个不同的信息流发送给多个用户,其中有一个信息流有保密 要求,而其他信息流需要接收信号质量保证。扩散的传感器网络场景可W为;在无线传感器 网络中,一个多天线的数据搜集点有多个不同的信息流发送给多个传感器节点,其中有一 个信息流有保密要求,而其他信息流需要接收信号质量保证。
[0057] 可选地,作为另一实施例,在201中,基站可W向该M个用户设备和该窃听接收机 发送训练序列,W便于该M个用户设备和该窃听接收机根据该训练序列进行信道估计得到 该信道信息;从该M个用户设备和该窃听接收机接收该信道信息。
[005引 M个用户设备可W为肥1,肥2…肥M。该窃听接收机可W为Eve。应理解,肥1,肥2,… 肥m,…肥M和Eve可W为多天线用户设备和多天线窃听接收机,也可W为单天线用户设备 和单天线窃听接收机。其中,
[005引若肥1,肥2,…UEm,…UEm和Eve为多天线时,第m个用户设备即UEm的天线数可 W为Km,Eve的天线数可W为t。Hl,H2,Hm,HM可W分别表示肥l,肥2,…肥m,…肥M与基站 之间的信道信息,H。可W表示Eve与基站之间的信道信息。该信道信息可W为信道矩阵。 其中,
[006。 其中,IC表示基站的第n根天线到UEm的第i根天线的信道增益系数,岭,表示基 站的第n根天线到Eve的第i根天线的信道增益系数。
[00的]若肥1,肥2,…肥m,…肥M和Eve为单天线时,信道信息可W为信道向量。hm可W 表示UEm与基站之间的信道信息,h。可W表示Eve与基站之间的信道信息。其中,
[0063] h|jj -比im, hzm, . . . , hnm, . . . , 1?"],he _ [hjg, , , hf^g]
[0064] 其中,h"m表示基站的第n根天线到肥m的信道增益系数,h。。表示基站的第n根天 线到Eve的信道增益系数。
[0065] 应理解,基站可W向每个用户设备发送信息,每个用户设备接收的信息可W对应 一个预编码向量。对于接收的信息不需要保密的非保密用户设备,每个非保密用户设备分 别对应一个预设阔值。该预设阔值可W表示该非保密用户设备接收信息的质量。例如:当 非保密用户设备接收的信息的信噪比大于或等于该预设阔值时,表示该非保密用户设备的 接收的信息的质量好于要求的阔值。
[0066] 还应理解,约束条件包括第一约束条件、第二约束条件和第H约束条件。满足该约 束条件表示需要同时满足第一约束条件、第二约束条件和第H约束条件。实现估计M个优 化预编码向量,即该M个优化预编码向量满足该约束条件。基于估计的M个优化预编码向 量,可W利用表达式表达该约束条件。此时,求解满足该约束条件的M个优化预编码向量。 对于待发送给M个用户设备的M个信息,根据对应的M个优化预编码向量对该M个信息进 行预编码。
[0067] 若该M个用户设备可W为肥1,肥2…肥M。该窃听接收机可W为Eve。应理解,肥1, 肥2,…肥m,…肥M和Eve可W为多天线用户设备和多天线窃听接收机,也可W为单天线用 户设备和单天线窃听接收机。其中,1《m《M。
[0068] 可选地,作为一个实施例,本发明实施例中的预编码方法可W采用线性预编码。具 体地,基站的N根天线同时向M个用户设备发送相互独立的信息Xi (1《i《M)。Xi表示要 发送给肥1的需要保密的信息,Xm表示要发送给UEm的不需要保密的信息。Eve仅侦听基站 发送给肥1的Xi。
[0069] 设Xi所对应的预编码向量为:
[0070] 碼:二:[巧、,.…' 巧-、' j e 狂、' ',
[0071] 则经过预编码处理后的信号可W为:
[007引
[0073] 可选地,作为另一实施例,在202中,基站可W生成优化函数和约束函数,该优化 函数表示该第H约束条件,该约束函数表示该第一约束条件和该第二约束条件;根据该信 道信息、该优化函数和该约束函数,确定该M个优化预编码向量。
[0074] 应理解,若用户设备和窃听接收机配置多天线时,对接收的信息进行分集合并。若 用户设备和窃听接收机配置单天线时,对接收的信息不进行分集合并。
[0075] 具体地,若用户设备和窃听接收机配置多天线时,用户设备肥m和窃听接收机接收 到的信息可W分别表示为:
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