【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可见光通信领域，尤其涉及一种基于服务质量(QoS)的VLC保密通信系统发射端设计方法。
技术介绍
20世纪90年代后期，随着全光接入技术的发展和人们对无线通信的要求，信息容量大、部署灵活且维护方便的可见光通信(VLC)技术得到了人们的极大关注，它为无线宽带接入的快速部署提供了一种灵活的解决方案，其应用范围已从军用和航天迈入民用领域。互联网的普及以及无线网络的大规模应用，给人们的生活带来了便利，但是窃听和对数据的恶意使用给整个社会造成了严重的损失。由于无线通信的广播特性，特别容易被窃听。人们在考虑无线通信的有效性和可靠性的同时，更加注重其安全性。物理层安全与传统的密钥加密方式不同，穷举的攻击方法对它毫无意义，可以实现完美的安全。因此，物理层安全越来越受重视。预编码技术或波束成型技术，其实质是一种阵列数字信号处理技术。该技术运用一些最优化准则调节天线阵的各个天线单元的加权向量，形成期望方向图，使得信号沿着用户信道方向发射，而在窃听用户信道方向产生零陷，在保证用户信噪比(SNR)的同时降低窃听者的SNR。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种基于QoS的VLC保密通信系统发射端设计方法，在保证保密通信的同时，最小化直流偏置。技术方案：一种基于QoS的VLC保密通信系统发射端设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，使用信号预编码向量w对发射信号s进行处理，得到x1，计算式为：x1＝ws其中，w为N维列向量，N为LED阵列数，s服从[-1,1]上的均匀分布；步骤2，使用人工噪声预编码矩阵F对人工噪声z进行处理，得到x2，计算式为：x...
【技术保护点】
一种基于QoS的VLC保密通信系统发射端设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，使用信号预编码向量w对发射信号s进行处理，得到x1，计算式为：x1＝ws其中，w为N维列向量，N为LED阵列数，s服从[‑1,1]上的均匀分布；步骤2，使用人工噪声预编码矩阵F对人工噪声z进行处理，得到x2，计算式为：x2＝Fz其中，F为N×L矩阵，z为L维列向量，L为人工噪声的维数，z的元素服从[‑1,1]上的均匀分布且相互独立；步骤3，将处理后的发射信号x1、处理后的人工噪声x2与直流偏置Idc相加，得到实际发射信号x，计算式为：x＝x1+x2+Idc其中，Idc为N维列向量，其元素分别表示各个LED阵列的直流偏置；步骤4，使用LED阵列发射所述实际发射信号x，x的元素分别表示各个LED阵列的实际发射信号。
【技术特征摘要】
1.一种基于QoS的VLC保密通信系统发射端设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，使用信号预编码向量w对发射信号s进行处理，得到x1，计算式为：x1＝ws其中，w为N维列向量，N为LED阵列数，s服从[-1,1]上的均匀分布；步骤2，使用人工噪声预编码矩阵F对人工噪声z进行处理，得到x2，计算式为：x2＝Fz其中，F为N×L矩阵，z为L维列向量，L为人工噪声的维数，z的元素服从[-1,1]上的均匀分布且相互独立；步骤3，将处理后的发射信号x1、处理后的人工噪声x2与直流偏置Idc相加，得到实际发射信号x，计算式为：x＝x1+x2+Idc其中，Idc为N维列向量，其元素分别表示各个LED阵列的直流偏置；步骤4，使用LED阵列发射所述实际发射信号x，x的元素分别表示各个LED阵列的实际发射信号。2.根据权利要求1所述的一种基于QoS的VLC保密通信系统发射端设计方法，其特征在于：所述信号预编码向量w、人工噪声预编码矩阵F和直流偏置Idc的确定方法为：步骤a1，设定最大迭代次数imax、收敛精度ε、用户最低SNR限制γb、窃听者最高SNR限制γe，初始化迭代计数器i＝1，初始人工噪声预编码矩阵F0＝0N×L，0N×L为元素全为零的N×L矩阵；步骤a2，解如下凸优化问题：优化目标为：最小化sum(Idc,i)约束条件为：abs(wi)+abs(Fi)1N×1≤Idc,i h T w i σ s ≥ γ b | | σ z h T F i ...
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