本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，特別涉及一種基于空間調(diào)制(SpatialModulation，SM)-多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output，MIMO)的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置。
背景技術(shù)：
：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)無線通信服務(wù)水平的要求也在不斷提高，有限的頻譜資源已經(jīng)不再滿足不斷增加的對(duì)系統(tǒng)容量的需求。MIMO無線通信系統(tǒng)能夠同時(shí)結(jié)合發(fā)射分集技術(shù)與接收分集技術(shù)，極大地提高通信系統(tǒng)的抗衰落性能。由于誤碼率降低，MIMO無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)更加可靠；同時(shí)，MIMO可以在不增加通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)功率和不增加系統(tǒng)傳輸帶寬的前提下，使得在衰落信道下的容量水平顯著提高?；诒姸嗟膬?yōu)勢(shì)，MIMO系統(tǒng)已經(jīng)成為新一代無線通信領(lǐng)域當(dāng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)。而SM-MIMO的空間傳輸特性在獲得更好的頻譜效率和更高的安全速率方面是一個(gè)很好的選擇?；赟M-MIMO可以通過傳輸預(yù)編碼策略來提高安全速率，但是這種傳輸預(yù)編碼策略是基于發(fā)送端到竊聽者之間的信道狀態(tài)信息(CSI)是已知的假設(shè)下的。而預(yù)先知道發(fā)送端到竊聽者的CSI缺乏實(shí)用性，從而限制了傳輸預(yù)編碼策略的使用。另外，隨機(jī)預(yù)編碼策略不需要預(yù)先知道發(fā)送端到竊聽者的CSI，然而，因?yàn)殡S機(jī)編碼器需要依靠實(shí)際的待傳輸信號(hào)，例如該待傳輸信號(hào)可以為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，所以這種策略使得接收端接收機(jī)變得非常復(fù)雜。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置，用以提高安全速率，并降低接收端接收機(jī)的復(fù)雜度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于發(fā)送端，所述方法包括：在每個(gè)時(shí)隙，對(duì)接收端的MIMO信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，確定零空間矩陣；根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)；采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)。進(jìn)一步地，所述隨機(jī)信號(hào)為服從獨(dú)立同分布的隨機(jī)高斯源。進(jìn)一步地，所述零空間矩陣對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量的平方和為1。進(jìn)一步地，所述干擾信號(hào)的傳輸功率不大于所述待傳輸信號(hào)的傳輸功率。進(jìn)一步地，所述采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)包括：對(duì)所述待傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；傳輸所述調(diào)制后的待傳輸信號(hào)及所述干擾信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于空間調(diào)制SM-多輸入多輸出MIMO的數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述裝置包括：第一確定模塊，用于在每個(gè)時(shí)隙，對(duì)接收端的MIMO信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，確定零空間矩陣；第二確定模塊，用于根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)；傳輸模塊，用于采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)。進(jìn)一步地，所述第二確定模塊，具體用于根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及服從獨(dú)立同分布的隨機(jī)高斯源，確定干擾信號(hào)。進(jìn)一步地，所述第二確定模塊，具體用于根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)，其中零空間矩陣對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量的平方和為1。進(jìn)一步地，所述傳輸模塊，具體用于采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)，其中所述干擾信號(hào)的傳輸功率不大于所述待傳輸信號(hào)的傳輸功率。進(jìn)一步地，所述傳輸模塊，具體用于對(duì)所述待傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，傳輸所述調(diào)制后的待傳輸信號(hào)及所述干擾信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置，該方法 中通過對(duì)接收端的MIMO信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，確定零空間矩陣，根據(jù)該零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量、以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)，采用SM技術(shù)傳輸該干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)。由于在本發(fā)明實(shí)施例在待傳輸信號(hào)中添加了干擾信號(hào)，而該干擾信號(hào)是根據(jù)發(fā)送端到接收端的MIMO信道矩陣奇異值分解確定的，因此該干擾信號(hào)不會(huì)對(duì)接收端造成干擾，竊聽者將受到該干擾信號(hào)的影響，從而提高了接收端的安全速率，保證了傳輸?shù)浇邮斩说臄?shù)據(jù)的安全。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸過程；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供采用QPSK調(diào)制，Alice的發(fā)送天線Nt＝4，Bob的接收天線Nr＝1，Eve的接收天線Ne＝1，2，4時(shí)，不同天線組合下安全速率與干擾強(qiáng)度隨著SNR的變化關(guān)系；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制，Alice的發(fā)送天線Nt＝4，Bob的接收天線Nr＝2，Eve的接收天線Ne＝2，4時(shí)，不同天線組合下安全速率與干擾強(qiáng)度隨著SNR的變化關(guān)系；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制，Alice的發(fā)送天線Nt＝8，Bob的接收天線Nr＝4，Eve的接收天線Ne＝4，8時(shí)，不同天線組合下安全速率與干擾強(qiáng)度隨著SNR的變化關(guān)系；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制，Nt＝4，Nr＝2，Ne＝2，4，Eve接收機(jī)的BER與SNR的變化關(guān)系；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制，Nt＝8，Nr＝4，Ne＝4，8，Eve與Bob接收機(jī)的BER與SNR的變化關(guān)系；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制，Nt＝8Nr＝4Ne＝4，8，Eve與Bob接收機(jī)的BER與SNR的變化關(guān)系；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了有效的提高接收端的安全速率，保證傳輸?shù)浇邮斩说臄?shù)據(jù)的安全，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。SM是一種新型的MIMO通信技術(shù)，其核心思想是發(fā)送端任何時(shí)刻都只有一根天線被激活用來發(fā)送數(shù)據(jù)，其余的天線都靜默，活躍的天線可以作為信息源“隱形”地傳遞信號(hào)，接收端的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)送端激活天線序號(hào)的估計(jì)和對(duì)接收到的信號(hào)的解調(diào)。SM中發(fā)送的信息比特分成兩個(gè)部分：一部分映射到傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制星座圖上，其余的比特映射到天線序號(hào)生成的空間維上?？臻g調(diào)制完全避免了信道間干擾，不需要發(fā)射天線間較高的同步性。SM是在傳統(tǒng)調(diào)制方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。像MPSK、MQAM等傳統(tǒng)的調(diào)制方式是將一定數(shù)目的比特序列映射為二維信號(hào)空間上的一個(gè)星座點(diǎn)，SM是在這些傳統(tǒng)調(diào)制方式的二維空間基礎(chǔ)上又增加了空間維，即用天線的空間位置作為信息源來傳遞信息，從而構(gòu)造了一個(gè)三維星座圖。SM在提高頻譜效率的同時(shí)有效地避免了信道間干擾和天線間的同步問題。SM-MIMO技術(shù)的傳輸特性可以提高物理層的安全容量，并且，SM-MIMO相對(duì)于傳統(tǒng)單天線傳輸來說，可以獲得更好的安全容量。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸方法，可以有效的提高接收端的安全速率。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，在該系統(tǒng)中包括：作為源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送端Alice、作為目的節(jié)點(diǎn)的接收端Bob和作為竊聽節(jié)點(diǎn)的接收端Eve，三個(gè)節(jié)點(diǎn)都為多天線結(jié)構(gòu)。Alice和Bob之間傳輸兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)是正常的待傳輸信號(hào)，另一個(gè)是干擾 信號(hào)，基于Alice-to-Bob的零空間矩陣，可以確定該干擾信號(hào)，具體的該干擾信號(hào)為一個(gè)向量信號(hào)，總的傳輸功率為傳輸該兩個(gè)信號(hào)的功率之和。在本發(fā)明實(shí)施例中Alice和Bob已知Alice-to-Bob的信道狀態(tài)信息(CSI)，因此Bob將不會(huì)受到這個(gè)干擾信號(hào)的影響，而Eve和Bob不共享相同的CSI，因此Eve的接收機(jī)將會(huì)受到該干擾信號(hào)的影響，從而防御了Eve對(duì)信號(hào)的竊聽，提高了接收端的安全速率。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸過程，該過程包括以下步驟：S201：對(duì)接收端的MIMO信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，確定零空間矩陣。S202：根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)。S203：采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)。在本發(fā)明實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)中，采用SM技術(shù)來傳輸信號(hào)，將發(fā)送的信息比特L分為兩部分，分別為L(zhǎng)1和L2，L1用來從根發(fā)送天線中選擇一根傳輸天線，剩下的L2用來從進(jìn)制的相移鍵控(PSK)/正交振幅調(diào)制(QAM)調(diào)制符號(hào)中選擇一個(gè)調(diào)制符號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)送信息的調(diào)制。Bob的MIMO信道矩陣為Hb，大小為Nr×Nt，Nr為接收端接收天線的數(shù)量，Nt為發(fā)送端發(fā)送天線的數(shù)量，He表示大小為Ne×Nt的Eve的MIMO信道矩陣，Ne為竊聽者接收天線的數(shù)量，對(duì)應(yīng)的加性高斯白噪聲向量分別為wb和we，x是Alice最終確定的待傳輸信息，Bob和Eve接收到的信息yb和ye，可以分別根據(jù)下式確定：yb＝Hbx+wb和ye＝Hex+we在每個(gè)時(shí)隙，Alice最終的待傳輸信息x只有一個(gè)非零的PSK/QAM入口，如：其中，en＝[0…010…0]T表示為在第n個(gè)入口位置非零的單位向量，s為待傳輸信號(hào)向量，sm為待傳輸信號(hào)。接收端的接收機(jī)的目的是檢測(cè)出使用了哪根天線n傳輸信息，以及傳輸哪個(gè)待傳輸信號(hào)sm。因?yàn)锳lice發(fā)射機(jī)到Bob接收機(jī)的信道矩陣Hb是已知的，當(dāng)竊聽者Eve試圖竊聽Alice傳輸?shù)紹ob的待傳輸信號(hào)向量s時(shí)，Eve接收機(jī)也需要解調(diào)出s中傳輸天線的位置和待傳輸信號(hào)。為了應(yīng)對(duì)竊聽者Eve的竊聽，本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)信號(hào)，以及確定的零空間矩陣生成干擾信號(hào)，并將該干擾信號(hào)添加到Alice的發(fā)射機(jī)最終的待傳輸信息x中。干擾傳輸是單射頻傳輸鏈路在實(shí)現(xiàn)更好安全性方面的折中辦法。在本發(fā)明實(shí)施例中，Alice到Bob之間的CSI已知，該干擾信號(hào)q對(duì)Bob的干擾影響最小。特別的，假設(shè)Alice到Bob的信道矩陣Ηb的秩rank(Ηb)＝r<Nt，將Ηb進(jìn)行奇異值分解：Hb＝U∑VH其中，奇異值對(duì)角矩陣∑：∑＝Diag{σ1,σ2,…σr,0…0}.由于信道矩陣Hb的秩rank(Hb)＝r<Nt，酉矩陣V=v1v2...vrvr+1...vNt∈cNt×Nt,]]>包括零空間矩陣V⊥=[vr+1...vNt].]]>所以，當(dāng)該最終的待傳輸信息x中添加干擾信號(hào)后，最終的待傳輸信息x可以表示為：x=s+(Σi=r+1Ntαivizi)=ensm+q,]]>其中q=Σi=r+1Ntαivizi]]>在本發(fā)明實(shí)施例中該干擾信號(hào)可以根據(jù)隨機(jī)信號(hào)等任意信號(hào)生成。為了進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕梢杂煞莫?dú)立同分布的隨機(jī)高斯源來產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)，零空間矩陣中的每一項(xiàng)vi對(duì)應(yīng)權(quán)值向量α=[αr+1,...,αNt]]]>中的αi。本發(fā)明實(shí)施例中通過產(chǎn)生均勻分布在Nt-r維球形且滿足的權(quán)值向量α＝[αr+1,…,αNt]來進(jìn)一步增強(qiáng)安全性。所以，干擾信號(hào)q的功率為：E{||q||2}=E{Σi=r+1Ntαi2|zi|2}=E(Σi=r+1Nαi2)E{|zi|2}=σz2.]]>假設(shè)傳輸待傳輸信號(hào)的功率為則傳輸最終的傳輸信息x的功率為：Px=E||x||2=σs2+σz2.]]>因?yàn)镠b·V⊥＝0，所以可以將Bob的接收信息yb和Eve的接收信息ye重新寫成：yb＝Hbs+wbye=Hes+He(Σi=r+1Ntαivizi)+we]]>Bob的接收信道矩陣為：Hb=h1h2...hNt]]>Eve的接收信道矩陣為：He=[g1g2...gNt]]]>在每個(gè)時(shí)隙，接收者Bob接收到的信號(hào)可以重寫為：yb＝Hbensm＝hnsm+wb每根傳輸天線被選擇的概率為1/Nt，在M-QAM調(diào)制中調(diào)制后的最終的待傳輸信息x中的每一項(xiàng)xi被選中的概率是1/M，所以，接收端的復(fù)信號(hào)向量分布為：p(yb)=1NtMΣn=1NtΣm=1M[1πσ2]Nrexp[-||yb-hnsm||2σ2]]]>對(duì)于竊聽者的接收機(jī)，因?yàn)閦i和we是獨(dú)立的，所以干擾加噪聲可以等于：we′=He·(Σi=r+1Ntαivizi)+we]]>其中，w'e均值為0，協(xié)方差矩陣為：Re,=σz2/(Nt-r)He·(Σi=r+1NtviviH)HeH+σ2I]]>所以，可以將竊聽者的接收信號(hào)重寫為：ye＝gnsm+w′e在不影響互信息I(ye；[gn,sm])的情況下，在接收信號(hào)ye上應(yīng)用一個(gè)線性白變換矩陣：來白化干擾信號(hào)加噪聲，從而得到轉(zhuǎn)換后的接收信號(hào)y'e：y'e＝Qgnsm+Qw'e＝g'nsm+wξ，其中Qgn＝g'n，Qw'e＝wξwξ的協(xié)方差矩陣是σ2I。Eve的接收機(jī)能夠感知Bob的信道從而設(shè)計(jì)這樣的白化濾波器，但這在實(shí)踐中不可能的。如果α是確定的，并且wξ是獨(dú)立同分布的高斯信號(hào)，竊聽者的復(fù)信號(hào)向量分布為：p(ye′)=1NtMΣn=1NtΣm=1M[1πσ2]Neexp[-||ye′-gn′sm||2σ2]]]>定義dn,mn2,m2=hnsm-hn2sm2]]>和δn,mn2,m2=P(gnsm-gn2sm2)]]>I(yb；[hn,sm])是Alice到Bob之間的互信息，所以有：I(yb;[hn,sm])=∫ΣnΣmp(yb,hn,sm)log2p(yb,hn,sm)p(yb)p(hn,sm)dyb=1MNtΣnΣm∫p(yb|hn,sm)log2p(yb|hn,sm)p(yb)dyb=1MNtΣnΣm∫p(yb|hn,sm)log2MNt·p(yb|hn,sm)Σn2Σm2p(yb|hn2,sm2)dyb=log2MNt-1MNtΣnΣm∫p(yb|hn,sm)log2Σn2Σm2p(yb|hn2,sm2)p(yb|hn,sm)dyb=log2MNt-1MNtΣn=1NtΣm=1MEwb[log2(Σn=1NtΣm=1Mexp(-1σ2[||dn,mn2,m2+wb||2-||wb||2]))]]]>同理，I(ye；[gn,sm])為Alice到Eve之間的互信息為：I(ye;[gn,sm])=I(ye′;[gn′,sm])=log2MNt-1MNtΣn=1NtΣm=1MEwξ[log2(Σn=1NtΣm=1Mexp(-1σ2[||δn,mn2,m2+wξ||2-||wξ||2]))]]]>所以SM-MIMO系統(tǒng)中Alice到Bob的安全速率Rs為：Rs＝max{0,I(yb；[hn,sm])-I(ye；[gn,sm])}由于在本發(fā)明實(shí)施例在待傳輸信號(hào)中添加了干擾信號(hào)，而該干擾信號(hào)是根據(jù)發(fā)送端到接收端的MIMO信道矩陣奇異值分解確定的，因此該干擾信號(hào)不會(huì)對(duì)接收端造成干擾，竊聽者將受到該干擾信號(hào)的影響，從而提高了接收端的安全速率，保證了傳輸?shù)浇邮斩说臄?shù)據(jù)的安全。下述內(nèi)容中，聯(lián)合考慮不同調(diào)制方式、接收端存在單根接收天線和多根接收天線、不同功率的干擾信號(hào)的情況下，得到Bob的安全速率和BER的變化規(guī)律。同時(shí)給出了存在竊聽者情況下SM-MIMO的性能分析，以安全速率和誤比特率(BER)為目標(biāo)，評(píng)估SM-MIMO干擾協(xié)作策略的有效性和可行性。在本發(fā)明實(shí)施例中通過不同調(diào)制方式、發(fā)射天線和接收天線數(shù)量、SNR、干擾信號(hào)強(qiáng)度來進(jìn)行仿真，評(píng)估對(duì)Bob安全速率的影響。另外，也給出了在存在干擾信號(hào)的情況下，Bob和Eve的最大似然接收機(jī)的BER。本發(fā)明實(shí)施例的仿真環(huán)境下，調(diào)制后待傳輸信號(hào)的功率為，加性復(fù)高斯白噪聲的功率為σ2，信噪比，干擾信號(hào)的功率為，所以總的傳輸信號(hào)功率β是用來增加Bob安全性的功率。β功率用來在Bob信道零空間矩陣中產(chǎn)生干擾信號(hào)，Bob可以無視這部分多余的信號(hào)，另一方面，因?yàn)镋ve的信道和Bob的信道不可能完全一致，所以Eve會(huì)遭受到這個(gè)干擾信號(hào)的影響。因此，更高的β意味著Bob有更大的安全速率和Eve有更高的BER。首先，分析了統(tǒng)計(jì)評(píng)估的安全速率Rs，在100個(gè)權(quán)值向量α的基礎(chǔ)上求得平均安全速率。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供采用QPSK調(diào)制方式，Alice的發(fā)送天線Nt＝4，Bob的接收天線Nr＝1，考慮Eve的不同數(shù)目的接收天線，假設(shè)Eve的接收天線Ne＝1，2，4，不同天線組合下安全速率與干擾強(qiáng)度隨著SNR的變化關(guān)系，β為干擾信號(hào)的功率。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制方式，Alice的發(fā)送天線Nt＝4，Bob的接收天線Nr＝2，Eve的接收天線Ne＝2，4時(shí)，不同天線組合下安全速率與干擾強(qiáng)度隨著SNR的變化關(guān)系，β為干擾信號(hào)的功率。圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制方式，Alice的發(fā)送天線Nt＝8，Bob的接收天線Nr＝4，Eve的接收天線Ne＝4，8時(shí)，不同天線組合下安全速率與干擾強(qiáng)度隨著SNR的變化關(guān)系，β為干擾信號(hào)的功率。從圖3～圖5中可以看出，隨著SNR的增加，Bob的安全速率穩(wěn)步增長(zhǎng)并最終達(dá)到一個(gè)飽和點(diǎn)。干擾信號(hào)的功率β越大，所得到的安全速率越高。Eve的接收天線越多，Eve竊聽能力變得更加強(qiáng)大，Bob的安全速率反而變得越小。然而，當(dāng)干擾信號(hào)的功率β＝1時(shí)，即使Eve有4根接收天線而Bob只有1根天線，但是安全速率還是非常高的，所以說，這個(gè)干擾信號(hào)對(duì)提高安全速率是非常有效的。為了證明干擾信號(hào)在能提高安全速率的同時(shí)沒有降低接收機(jī)的BER性能?？梢赃\(yùn)用最大似然接收機(jī)來檢測(cè)Bob和Eve的BER。權(quán)值向量α隨機(jī)生成，圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制方式，Nt＝4，Nr＝2，Ne＝2，4，Eve不知道Bob的CSI時(shí)，Eve接收機(jī)的BER與SNR的變化關(guān)系。根據(jù)圖6所示 可知，隨著干擾強(qiáng)度的增大，Eve接收機(jī)的BER也逐漸增大。在相同干擾強(qiáng)度下，增加Eve接收天線的數(shù)量，Eve的BER則變小。圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制方式，Nt＝8，Nr＝4，Ne＝4，8，Eve不知道Bob的CSI時(shí)，Eve與Bob接收機(jī)的BER與SNR的變化關(guān)系，根據(jù)圖7所示可知隨著接收端天線數(shù)量的增多，接收端的BER也隨著變小。此外，本發(fā)明實(shí)施例還測(cè)試了一個(gè)不太可能的情況，即Eve知道Bob的CSI的情況。圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用16QAM調(diào)制方式，Nt＝8Nr＝4Ne＝4，8，Eve與Bob接收機(jī)的BER與SNR的變化關(guān)系。相比于圖7，可以看到，相同干擾強(qiáng)度下，Eve的BER變小了，這是因?yàn)镋ve得到了Bob的CSI的結(jié)果，從而這個(gè)干擾信號(hào)對(duì)Eve的影響就變小了。在所有的BER測(cè)試結(jié)果中，可以看到這個(gè)干擾信號(hào)能大大影響并提高Eve的BER，而對(duì)Bob的BER不造成影響。這是因?yàn)檫@個(gè)多余的干擾信號(hào)的功率可以降低Eve竊聽傳輸給Bob信號(hào)的概率。而在接收機(jī)配置相同的情況下，Bob的接收機(jī)的BER則維持不變。圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括：第一確定模塊91，用于在每個(gè)時(shí)隙，對(duì)接收端的MIMO信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，確定零空間矩陣；第二確定模塊92，用于根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)；傳輸模塊93，用于采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)。所述第二確定模塊92，具體用于根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及服從獨(dú)立同分布的隨機(jī)高斯源，確定干擾信號(hào)。所述第二確定模塊92，具體用于根據(jù)確定的零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量，以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)，其中零空間矩陣對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量的平方和為1。所述傳輸模塊93，具體用于采用SM技術(shù)傳輸所述干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)，其中所述干擾信號(hào)的傳輸功率不大于所述待傳輸信號(hào)的傳輸功率。所述傳輸模塊93，具體用于對(duì)所述待傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，傳輸所述調(diào)制后的待傳輸信號(hào)及所述干擾信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于SM-MIMO的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置，該方法中通過對(duì)接收端的MIMO信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，確定零空間矩陣，根據(jù)該零空間矩陣及其對(duì)應(yīng)的權(quán)值向量、以及隨機(jī)信號(hào)，確定干擾信號(hào)，采用SM技術(shù)傳輸該干擾信號(hào)及待傳輸信號(hào)。由于在本發(fā)明實(shí)施例在待傳輸信號(hào)中添加了干擾信號(hào)，而該干擾信號(hào)是根據(jù)發(fā)送端到接收端的MIMO信道矩陣奇異值分解確定的，因此該干擾信號(hào)不會(huì)對(duì)接收端造成干擾，竊聽者將受到該干擾信號(hào)的影響，從而提高了接收端的安全速率，保證了傳輸?shù)浇邮斩说臄?shù)據(jù)的安全。對(duì)于系統(tǒng)/裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，這里所稱得的存儲(chǔ)介質(zhì)，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3