一种闭环mimo非合作接收方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种闭环MM0非合作接收方法及其装 置。
【背景技术】
[0002] 无论是当今民用通信系统还是军用通信系统，3G，B3G甚至是4G已经逐渐进入到 人们的日常生活当中。但由于无线通信系统环境的开放性，必然会带来诸如传输过程是否 安全等诸多疑虑。在军用通信以及特殊的通信环境中，安全传输就是无线通信系统中需要 考虑的一个非常关键的问题。
[0003] 国内外有不少学者针对安全传输的策略进行大量研宄，提出了诸如基于人工噪声 干扰的MIS0认知无线电网络的安全方法，基于凸优化相关知识的波束成形预编码矩阵和 人工噪声的优化方法、基于协作干扰的物理层安全算法、基于反馈和LDPC码的安全传输方 法以及数据加密技术等等。其中应用得比较多的是在发送端已经获取了CSI(信道状态信 息）的情况下，通过采用波束成形技术，将信号能量尽可能集中传输到目标用户方向，同时 加入人为的干扰，从而抑制和削弱非合作接收方的非合作接收能力，进而实现安全传输的 目的。
[0004] 波束赋形传输技术主要应用在天线间距较小，相关性较高的多天线阵列当中，其 通过选择在质量最好的传输信道上传输数据信息，将信号的能量尽可能地集中到期望的传 播方向上，这相比没有采用波束成形技术的传输方式，在传输过程中信号的泄露大大降低 了，所以波束成形技术可以被看作是一种非常容易实现的安全传输方法。其中传统意义上 的波束成形技术的主要代表是智能天线技术，这种技术通过利用波的干涉原理和互易空间 信道较强的相关性，采用基于非码本的下行预编码方法，在期望的用户方向产生较强的具 有方向性的辐射波束，从而使不同的天线信号在期望的用户方向实现最大化的相位叠加， 这样就传输信号的辐射方向自适应地朝向期望用户所在方向，进而提高接收端的信噪比， 同时能够降低误码率。
[0005] OFDM技术由于具有天然的对抗多径干扰的能力、灵活的带宽使用方式、良好的信 道频域自适应能力等优点，成为主要的信号调制方式。MM0天线技术的采用能够提升系统 的性能，特别是通过闭环预编码、波束赋形等技术能够根据信道的实时变化，采取不同的信 号发射方式从而在很大程度上提高无线信道的容量。对单天线无线通信系统的OFDM信号 非合作接收技术，包括信号识别、信号参数估计及信号检测技术，目前已有较多的研宄，但 是针对MIM0预编码技术的非合作接收技术研宄很少。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，就是针对上述问题，提出一种在单小区单用户环境下的闭环MM0 非合作接收方法。
[0007] 本发明的技术方案：一种闭环MM0非合作接收方法，其特征在于：
[0008] 非合作接收方根据获取的目标用户信息，对目标用户到基站的上行导频进行干 扰，使基站端不能正确估计目标用户到基站的上行信道，进而改变基站端在基于SVD (奇异 值分解）算法的波束赋形中使用的加权矩阵，使发射天线的波束方向不能对准目标用户， 使非合作接收方获得更多的下行信号能量。
[0009] 进一步的，所述获取的目标用户信息为目标用户上行导频在上行时隙中资源块的 位置，则对目标用户到基站的上行导频进行干扰的具体方法为：非合作接收方在目标用户 发送上行信息时，在其上行导频位置发送频域高斯白噪声信号进行干扰。
[0010] 进一步的，所述获取的目标用户信息为目标用户上行导频在上行时隙中资源块的 位置和目标用户使用的上行导频序列X，则对目标用户到基站的上行导频进行干扰的具体 方法为：非合作接收方在目标用户发送上行信息时，在其上行导频位置发送带有一定权重 因子的与目标用户相同的导频序列a ? X，其中a > 0且a为实数。
[0011] 进一步的，所述获取的目标用户信息为目标用户上行导频在上行时隙中资源块的 位置、目标用户使用的上行导频序列X和目标用户的上行信道信息，则对目标用户到基站 的上行导频进行干扰的具体方法为：
[0012] 非合作接收方通过下行导频信息，得到基站端到非合作接收方的下行信道信息， 再通过TDD系统的上下行信道互易性，得到非合作接收方到基站端的上行信道信息，再对 此信道和目标用户的上行信道分别进行奇异值分解，并根据奇异值分解结果构造出干扰信 号矩阵进而改变非合作接收方每一组天线的干扰导频，在目标用户发送上行信息时，在其 上行导频位置发送此导频干扰信号。
[0013] 本方案中，在单小区单用户环境下，具体的方法是：在单小区单用户基站到用户下 行是4发2收的情况下，这里非合作接收方2组2根天线（4天线）：
[0014] (1)首先非合作接收方通过上行信道反馈机制，获取用户当前的上行信道信息 ，同时基于2组独立的双天线结构，利用下行导频估计和TDD系统上下行信道互易性 得到非合作接收方第一组双天线到基站的信道非合作接收方第二组双天线到基 站的信道信息2。因为非合作接收方2组天线之间具有良好独立性，所以非合作接 收方到基站的等效信道矩阵实际上可以认为是：
[0015]
【主权项】
1. 一种闭环MIMO非合作接收方法，其特征在于： 非合作接收方根据获取的目标用户信息，对目标用户到基站的上行导频进行干扰，使 基站端不能正确估计目标用户到基站的上行信道，进而改变基站端在基于奇异值分解算法 的波束赋形中使用的加权矩阵，使发射天线的波束方向不能对准目标用户，使非合作接收 方获得更多的下行信号能量。
2. 根据权利要求1所述的一种闭环MIM0非合作接收方法，其特征在于，所述获取的目 标用户信息为目标用户上行导频在上行时隙中资源块的位置，则对目标用户到基站的上行 导频进行干扰的具体方法为；非合作接收方在目标用户发送上行信息时，在其上行导频位 置发送频域高斯白噪声信号进行干扰。
3. 根据权利要求1所述的一种闭环MIM0非合作接收方法，其特征在于，所述获取的目 标用户信息为目标用户上行导频在上行时隙中资源块的位置和目标用户使用的上行导频 序列X，则对目标用户到基站的上行导频进行干扰的具体方法为：非合作接收方在目标用 户发送上行信息时，在其上行导频位置发送带有一定权重因子的与目标用户相同的导频序 列a. X，其中a >0且a为实数。
4. 根据权利要求1所述的一种闭环MIM0非合作接收方法，其特征在于，所述获取的 目标用户信息为目标用户上行导频在上行时隙中资源块的位置、目标用户使用的上行导频 序列X和目标用户的上行信道信息，则对目标用户到基站的上行导频进行干扰的具体方法 为： 非合作接收方通过下行导频信息，得到基站端到非合作接收方的下行信道信息，再通 过TDD系统的上下行信道互易性，得到非合作接收方到基站端的上行信道信息，再对此信 道和目标用户的上行信道分别进行奇异值分解，并根据奇异值分解结果构造出干扰信号矩 阵进而改变非合作接收方每一组天线的干扰导频，在目标用户发送上行信息时，在其上行 导频位置发送此导频干扰信号。
5. -种闭环MIM0非合作接收装置，其特征在于，包括信号接收模块、数据处理模块、干 扰模式选择模块、干扰信号发送模块和存储模块；所述信号接收模块分别与干扰模式选择 模块、存储模块和数据处理模块连接；所述数据处理模块与干扰信号发送模块连接；其中， 所述信号接收模块用于接收目标用户的信息； 所述干扰模式选择模块用于根据获取的目标用户信息选择干扰模块，并将干扰模式指 令发送到数据处理模块；所述干扰模式包括随机噪声干扰模式、权重因子干扰模式和比例 因子干扰模式； 数据处理模块根据干扰模式的指令进行干扰数据处理，将得到的干扰信号发送到干扰 信号发送模块；所述干扰数据的处理方法为： 当干扰模式为随机噪声干扰模式时，数据处理模块提取存储在存储模块中的频域高斯 白噪声信号作为干扰信号； 当干扰模式为权重因子干扰模式时，数据处理模块根据获取的目标用户上行导频在上 行时隙中资源块的位置和目标用户使用的上行导频序列X，提取存储在存储模块中的权重 因子a,获取数据a ? X为干扰信号，其中a > 0且a为实数； 当干扰模式为比例因子干扰模式时，在TDD系统中，数据处理模块根据下行导频信息 得到非合作接收方到基站端的上行信道信息，再对此信道和目标用户的上行信道分别进行 奇异值分解，根据奇异值分解结果构造出干扰信号矩阵，并提取存储在存储模块中的比例 因子a,进而获得非合作接收方每一组天线的干扰信号； 干扰信号发送模块将干扰信息发送到目标用户到基站的信号。
【专利摘要】本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种闭环MIMO非合作接收方法及其装置。本发明的方法主要是：非合作接收方根据获取的目标用户信息，对目标用户到基站的上行导频进行干扰，使基站端不能正确估计目标用户到基站的上行信道，进而改变基站端在基于SVD(奇异值分解)算法的波束赋形中使用的加权矩阵，使发射天线的波束方向不能对准目标用户，使非合作接收方获得更多的下行信号能量。本发明的有益效果为，使得非合作接收方较无导频干扰时获得更多基站到目标用户的下行信息能量；能以较少的干扰发射功率达到和基于随机噪声的上行导频干扰方法相同的效果；干扰发射功率更小。本发明尤其适用于非合作接收方法。
【IPC分类】H04B7-04, H04L27-26
【公开号】CN104617998
【申请号】CN201510020341
【发明人】魏宁, 陈锦灏, 冯文, 刘春国
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月15日