一种基于大规模天线阵列技术的传输加密方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大规模天线阵列技术的传输加密方法及系统。本发明专利技术将MIMO的物理传输过程包含到整个加密过程中，通过对消息进行处理，再通过MIMO系统的预编码，使得经过相应物理信道传输后的信息对于窃听者难以进行解密，而对于合法接收者则可以正常得到传输信息。该发明专利技术的主要创新点是将MIMO的物理传输过程以及现有的MIMO技术通过巧妙的方式融入到了整个加密算法中来保证整个密码算法的安全性和正确性，大大减少了密码算法加密过程的复杂性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息安全技术和数据的加密管理方法，尤其涉及一种大规模天线阵列技术(massive-mimo)的传输加密方法及系统。

技术介绍

1、大规模天线阵列技术(massive-mimo)是天线阵列技术(mimo)的延伸。mimo技术是一个在3g和4g时代就已经提出并利用的概念，通过多个发射天线与多个接收天线实现信号的多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，做到对空间资源的充分利用，提高通信质量的同时也成倍地提高系统信道容量，已经是通信领域必不可少的技术之一。而massive-mimo作为5g之后的新兴技术，在继承了mimo的一系列优点之后，发送天线数与接收天线数的增加把波束赋形、空间分集等特性进行了进一步开发，信道状态也变得更为复杂。同时从密码学的角度来看，有更多的随机因素参与到了mimo技术的空间传输过程中，所以将物理层安全这一利用这些随机因素的技术与mimo技术相结合就变得可行。

2、物理层安全的研究可以追溯到wyner(w.diffie and m.hellman,“newdirections incryptography,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于大规模天线阵列技术的传输加密方法，其步骤包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送方得到所述解码矩阵的方法为：首先根据所述特征值矩阵Σ构造幺模矩阵K′，然后利用幺模矩阵K′对VH进行特征值计算得到VH的特征值矩阵∑V，矩阵∑V包括实数对角阵R(∑V)和ξ(∑V)，R(∑V)中的元素由∑V的实部的元素组成，ξ(∑V)由∑V的虚部的元素组成；然后构造nt维单位阵R(I)′、ξ(I)′，如果R(∑V)对应的对角线元素则R(I)′中的对角线元素如果ξ(∑V)对应的对角线元素则ξ(I)’中对应的对角线元素取值为-1；然后计算随机矩阵K＝R(I)‘×ξ(I)’，当...

【技术特征摘要】

1.一种基于大规模天线阵列技术的传输加密方法，其步骤包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送方得到所述解码矩阵的方法为：首先根据所述特征值矩阵σ构造幺模矩阵k′，然后利用幺模矩阵k′对vh进行特征值计算得到vh的特征值矩阵∑v，矩阵∑v包括实数对角阵r(∑v)和ξ(∑v)，r(∑v)中的元素由∑v的实部的元素组成，ξ(∑v)由∑v的虚部的元素组成；然后构造nt维单位阵r(i)′、ξ(i)′，如果r(∑v)对应的对角线元素则r(i)′中的对角线元素如果ξ(∑v)对应的对角线元素则ξ(i)’中对应的对角线元素取值为-1；然后计算随机矩阵k＝r(i)‘×ξ(i)’，当nr≤nt时，取随机矩阵k的前nr行和前nr列构造矩阵k′，当nr>nt时，构造矩阵然后计算k′uh作为解码矩阵；其中，nt为发送方的发射天线数，nr为接收方的接收天线数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，信号e为发送方与接收方之间的信道噪声，x为明文信息m调制后的信号。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，发送方采用m-qam调制方式对明文信息m进行调制。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收方通过解码矩阵计算yt＝k′uhy。

6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：路献辉，高桐，
申请(专利权)人：中国科学院信息工程研究所，
类型：发明
国别省市：