一种基于多播频控阵方向调制的优化方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多播频控阵方向调制的优化方法，引入频控阵方向调制技术，通过优化波束形成矢量，使得在满足目标合法用户群的条件下，最小发送有用功率信号，在非目标合法用户群收不到不属于其的信号，除此之外，在总功率一定情况下，最小有用信号功率，即可将更多功率分配给人工噪声，避免窃听者窃听信号，从而有效保障了通信安全。

An Optimal Method of Directional Modulation Based on Multicast Frequency Array

【技术实现步骤摘要】
一种基于多播频控阵方向调制的优化方法
本专利技术涉及天线阵列的方向调制，适用于利用频控阵结合人工噪声进行多播的无线安全通信。
技术介绍
基于多路广播方向调制系统(如图1所示)，有若干个合法用户群，每个群中有若干个合法用户，需要将不同的信息传输给相应的合法用户群，同时保证其他合法用户群接不到不属于自己的信息。除此之外，还要防止未知位置上的窃听者窃听保密信息。当前基于相控阵的方向调制技术能够实现方向上的保密通信，即在合法用户方向达到很高信噪比，同时在其他方向信噪比很低。但是若窃听者和合法用户处于相同的方向上，则无法实现保密通信。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于随机频偏策略的频控阵安全通信方法，通过引入频控阵技术，优化波束成形技术，并结合使用人工噪声，使得目标合法用户群能够接收到相应信息，同时，其他合法接收机群接不到不属于自己的信息。除此之外，还要防止任何位置上的窃听者窃听保密信号，从而有效保障了通信安全。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)在预先设定频率偏移范围约束下，产生随机频率偏移作为载波偏移频率；(2)根据载波偏移频率分别计算目标合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多播频控阵方向调制的优化方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在预先设定频率偏移范围约束下，产生随机频率偏移作为载波偏移频率；(2)根据载波偏移频率分别计算目标合法用户群和非目标合法用户群的导向矩阵；(3)将非目标合法用户导向矩阵进行奇异值分解，得到非目标合法用户群零空间；(4)根据目标合法用户群导向矩阵，在目标合法用户群最小期望功率约束和非目标合法用户群零空间约束下，得到最优波束形成矢量；(5)根据得到的最优波束形成矢量，计算出发送有用信号的功率，将其余功率分配给人工噪声；根据合法用户群导向矩阵，计算在合法群的零空间，即为人工噪声投影矩阵；最终，得到发送第k个合法用户群的基带信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于多播频控阵方向调制的优化方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在预先设定频率偏移范围约束下，产生随机频率偏移作为载波偏移频率；(2)根据载波偏移频率分别计算目标合法用户群和非目标合法用户群的导向矩阵；(3)将非目标合法用户导向矩阵进行奇异值分解，得到非目标合法用户群零空间；(4)根据目标合法用户群导向矩阵，在目标合法用户群最小期望功率约束和非目标合法用户群零空间约束下，得到最优波束形成矢量；(5)根据得到的最优波束形成矢量，计算出发送有用信号的功率，将其余功率分配给人工噪声；根据合法用户群导向矩阵，计算在合法群的零空间，即为人工噪声投影矩阵；最终，得到发送第k个合法用户群的基带信号。2.根据权利要求1所述的基于多播频控阵方向调制的优化方法，其特征在于：所述的步骤(1)产生随机频率偏移Δfn,n＝0,1,...N-1，N为信源天线数。3.根据权利要求1所述的基于多播频控阵方向调制的优化方法，其特征在于：所述的步骤(2)令第k个合法用户群作为目标合法用户群，k＝0,1,…，K-1，其中K为合法用户群的总数；计算目标合法用户群和非目标合法用户群的频控阵导向矩阵和Hl,-k＝[Hl,0,...,Hl...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伶，邱彬，谢坚，张兆林，汪跃先，陶明亮，粟嘉，韩闯，杨欣，邢自健，宫延云，刘龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61