电子信息技术

本发明公开了一种最大化安全数据传输速率的干扰管理方法及其系统，其方案是：发射机之间共享信道状态和数据信息；目标与干扰通信对分别设计预编码向量与滤波向量；目标通信发射机引入功率分配因子α和安全因子β，构造maxSRIM信号；再通过遍历得到使系统安全速率最大的α和β值，并根据该α和β值计算maxSRIM信号的预编码向量，目标通信发射机构造maxSRIM信号，将其与期望信号一同向目标通信接收机发送；最后目标通信接收机从接收混合信号中恢复出目标通信的期望数据。本发明通过对目标通信发射机的发射功率进行合理分配，能够最大化系统的安全速率，用于目标通信接收机遭受干扰，且受到窃听威胁情况下的数据传输。

随着信息技术的快速发展以及移动终端设备的广泛使用，无线通信技术已经全面应用于商业、工作、娱乐等活动中。由于无线信道的广播特性，无线空中接口对于所有用户都是开放的，这使得通信内容容易受到恶意用户的窃听。物理层安全(Physical Layer Security，PLS)作为一种很有前景的技术概念被提出，它通过利用无线信道的噪声、随机衰落等特性来保证信道中的信号不被非法窃听，目前物理层安全技术已经成为无线通信安全领域的一个重要研究方向。

PLS是对传统基于密钥的安全机制的补充，传统的密钥加密方法以Shannon的安全模型为基础，该模型假设信道中没有噪声和干扰，数据发送端和接收端通过使用共同的密钥对信息进行加密和解密来实现信息的保密性，当密钥的数量与消息相同时，理论上可以实现完全保密。然而，在无线网络中，密钥加密方法会产生大量的密钥，如何对密钥进行安全有效的管理、分发和维护都面临着巨大的挑战。此外，随着量子力学的发展，量子计算会使窃听者拥有更强大的计算能力，可能导致未来基于密钥加密的方法无法获得足够的保密性。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、与现有技术相比，本发明在管理干扰，提高目标通信接收机的SNR(或SINR)的同时，还能够对环境中的窃听者造成干扰，恶化其窃听信号质量，从而同时提高目标通信的有效性和机密性。

2、本发明由目标通信发射机进行maxSRIM信号的构造和发送，目标通信接收机处只需估计其与目标通信发射机之间的信道状态信息以及对接收信号进行滤波处理，无需其它信号处理工作，便于实现。

3、本发明通过遍历目标通信发射机处所有可能的功率分配情况，能够得到最大化系统安全速率的功率分配方案，从而实现更高的安全性。