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时间反转多用户系统中保密和速率优化的预处理滤波器设计

雷维嘉 杨苗苗

雷维嘉, 杨苗苗. 时间反转多用户系统中保密和速率优化的预处理滤波器设计[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(5): 1253-1260. doi: 10.11999/JEIT190339
引用本文: 雷维嘉, 杨苗苗. 时间反转多用户系统中保密和速率优化的预处理滤波器设计[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(5): 1253-1260. doi: 10.11999/JEIT190339
Weijia LEI, Miaomiao YANG. Pre-filter Design for Sum Secrecy Rate Optimization in Time-reversal Multiuser Systems[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(5): 1253-1260. doi: 10.11999/JEIT190339
Citation: Weijia LEI, Miaomiao YANG. Pre-filter Design for Sum Secrecy Rate Optimization in Time-reversal Multiuser Systems[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(5): 1253-1260. doi: 10.11999/JEIT190339

时间反转多用户系统中保密和速率优化的预处理滤波器设计

doi: 10.11999/JEIT190339
基金项目: 国家自然科学基金(61971080, 61471076),重庆市基础研究与前沿探索项目(cstc2018jcyjAX0432, cstc2017jcyjAX0204),重庆市教委科学技术研究重点项目(KJZD-K201800603)
详细信息
    作者简介:

    雷维嘉:男,1969年生,教授,研究方向为无线通信传输技术

    杨苗苗:女 ,1994年生 ,硕士生 ,研究方向为无线通信和物理层安全

    通讯作者:

    杨苗苗 yangmiao1004@163.com

  • 中图分类号: TN918

Pre-filter Design for Sum Secrecy Rate Optimization in Time-reversal Multiuser Systems

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61971080,61471076), The Chongqing Research Program of Basic Research and Frontier Exploration (cstc2017jcyjAX0204, cstc2018jcyjAX0432), The Key Project of Science and Technology Research of Chongqing Education Commission (KJZD-K201800603)
  • 摘要:

    利用无线信道的特征通过物理层技术实现信息的安全传输是保密通信的一种方式。时间反转传输特有的时空聚焦特性使其具有天然的抗干扰和抗窃听能力,在单发射天线条件下也能获得较好的保密传输性能。该文研究两用户时间反转下行多址安全传输系统中,发送滤波器脉冲响应的优化问题。根据互惠原则将两个发送滤波器的联合优化问题转换为各滤波器的独立优化问题,进一步将其转换为寻找最大特征值及其对应的特征向量的问题,并通过迭代算法进行求解。仿真结果表明,针对保密和速率优化预处理滤波器后,系统的可达保密速率明显优于采用常规时间反转预处理滤波器时的系统和直接传输系统。

  • 图  1  系统模型

    图  2  最大特征值的收敛性

    图  3  不同发射功率下每个用户的保密速率

    图  4  不同采样因子D下用户的保密和速率

    图  5  两个用户的保密速率

    图  6  系统的保密和速率

    表  1  最大特征值求解迭代算法

     (1) k=0,设置初始点${{g}}_i^{(0)}$
     (2) 循环
     (3) k:=k+1
     (4) 根${{g}}_i^{(k - 1)}$计算矩阵VQ
     (5) 求解Q–1V的最大特征值$\lambda _i^{\left( k \right)}$以及对应的归一化特征向量
    ${{g}}_i^{(k - 1)}$;
     (6) 判断$\left| {\lambda _i^{(k)} - \lambda _i^{(k - 1)} } \right| \le \varepsilon $是否满足,或者是否达到迭代次
    数,是跳出循环,否则转第(3)步继续迭代;
     (7) 输出优化问题解${{{\bar g}}_i} = {{g}}_i^{(k)}$。
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-16
  • 修回日期:  2019-09-26
  • 网络出版日期:  2020-01-20
  • 刊出日期:  2020-06-04

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