一种毫米波无线携能安全通信方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种毫米波无线携能安全通信方法与装置，以最大化系统的保密率，包括：S1：在全连接与子连接结构中采用B比特量化移相器实现模拟预编码；S2：构建数字预编码矢量、功率分裂率和人工噪声协方差矩阵联合优化问题；S3：提出一种基于半定松弛的交替优化算法求出次优解；S4：提出一种基于迫零预编码的交替优化算法降低复杂度。本发明专利技术将毫米波与SWIPT联合起来，提出一种基于毫米波SWIPT的保密率最大化方法与装置。毫米波可以用较小的物理尺寸来填充更多的天线；在多用户系统中，SWIPT干扰功率转化为接收端的能量，可以提高能量效率；采用模拟/数字混合预编码，所需的RF链数远远小于天线数。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波无线携能安全通信方法与装置
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种毫米波无线携能安全通信方法与装置。
技术介绍
近年来，毫米波(Mmwave)大规模多输入多输出(MMIMO)被认为是未来无线通信的一种很有前途的技术。在以前研究的MIMO系统中，需要一条专用的射频(RF)链来连接每个天线。因此，大量使用天线会造成不可估量的硬件损失和能耗。混合预编码(HP)已经被提出来解决这个问题。HP体系结构有两种：全连接和次连接。比较两种架构，可以在全连接架构中实现更高的频谱效率(SE)，而在次连接架构中实现更高的能量效率(EE)。具体地说，同时无线信息和功率传输(SWIPT)已经被提出以实现更高的EE。这是一种在不增加电池尺寸的情况下延长电池寿命的很有前途的技术。在SWIPT系统中，有两种典型的方案：一种是功率分割(PS)，接收端同时实现信息解码(ID)和能量采集(EH)；另一种是时间切换，接收端在ID和EH之间进行转换。近年来，一些研究工作同时考虑了毫米波和SWIPT。此外，还提出了物理层安全(PLS)来提高无线通信的安全性。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波无线携能安全通信方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1：在全连接与子连接结构中采用B比特量化移相器实现模拟预编码；/nS2：构建数字预编码矢量、功率分裂率和人工噪声协方差矩阵联合优化问题；/nS3：提出一种基于半定松弛的交替优化算法求出次优解；/nS4：提出一种基于迫零预编码的交替优化算法降低复杂度。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波无线携能安全通信方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：在全连接与子连接结构中采用B比特量化移相器实现模拟预编码；
S2：构建数字预编码矢量、功率分裂率和人工噪声协方差矩阵联合优化问题；
S3：提出一种基于半定松弛的交替优化算法求出次优解；
S4：提出一种基于迫零预编码的交替优化算法降低复杂度。


2.根据权利要求1所述的一种毫米波无线携能安全通信方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
根据信道矢量，最大化阵列获得|hfk|2，获得模拟预编码向量，这个第i单元的全连接模拟预编码向量fk是



其中



类似地，其中i＝(k-1)NSUB+1,(k-1)NSUB+2,…,kNSUB,模拟预编码向量fk是



式中，与(2)中的相同。


3.根据权利要求1所述的一种毫米波无线携能安全通信方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
联合优化数字预编码向量，PS比，AN协方差矩阵实现系统SR最大化，优化问题可以写为









||Fv||2+Tr(W)≤Pmax,(4d)

。


4.根据权利要求1所述的一一种毫米波无线携能安全通信方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
应用SDR来处理秩1约束，然后引入松弛变量t，原问题可以改写为












Tr(FVFH)+Tr(W)≤Pmax,(5e)












可以用CVX来解决这个凸问题，然而，我们不知道V是否是秩1矩阵。当得到的V的秩为1时，它可以通过应用特征值分解写成V＝vvH，从而得到了最优v；当V的秩不为1时使用高斯随机化近似恢复v。


5.根据权利要求1所述的一种毫米波无线携能安全通信方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
提出一个基于ZF预编码的交替优化的算法降低复杂度。IR的SINR可以重写为



最后，SR最大化问题可以化简为












p+Tr(W)≤Pmax,(7e)









p≥0.(7i)
这是一个凸问题，可以用凸规划求解器求解，例如CVX。


6.一种毫米波无线携能安全通信装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱政宇，郝万明，孙钢灿，马梦园，王忠勇，刘沛佳，申凌峰，赵飞，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41