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公开(公告)号：CN110311717B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN201910590329.0
申请日：2019-07-02
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04B7/06 , H04B7/08 , H04B7/0456 , H04W16/28
Abstract: 本发明提供了混合模拟与数字结构发射机中，基于方向调制的稳健的混合波束成形设计方法。该方法需要在已知期望用户与窃听者角度信息和角度误差分布的情况下，分别设计模拟预编码、有用信号数字预编码和人工噪声数字预编码。首先利用相位对齐的思想设计模拟波束成形矩阵，并进一步考虑角度误差设计稳健的模拟波束成形。在模拟波束成形矩阵确定的情况下，通过最小化混合预编码与全数字预编码之间的欧几里得距离分别设计稳健的有用信号数字波束成形向量与人工噪声数字波束成形矩阵。为了提高系统的能效并降低设计复杂度，此处采用部分连接型的混合结构。本发明采用混合结构显著降低电路成本，安全速率性能与误码率性能都有显著提升。
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公开(公告)号：CN110176952A
公开(公告)日：2019-08-27
申请号：CN201910416955.8
申请日：2019-05-20
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种安全空间调制网络中天线选择方法，在第一阶段，利用近瞬时信道特性，以最大化信干噪比与窃听用户人工噪声信干噪比的乘积为目标，选择发射端天线的一个子集作为发射天线集合。在第二阶段，发射端采用空间调制进行比特流译码，激活一根发射天线发送保密信息，同时其他天线在期望信道的零空间处发射人工噪声，以干扰窃听者。本发明能够提升系统的安全速率。
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公开(公告)号：CN109861784A
公开(公告)日：2019-06-07
申请号：CN201811501399.6
申请日：2018-12-10
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供了一种基于信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信实现方法。以往的研究大多是已知信道状态信息（CSI）下研究隐蔽通信的，但是在实际中，要想准确地知道CSI几乎是不可能的。为了提高信息传输的可靠性，在全双工接收机的协助下，我们利用信道分布信息（CDI）先得到了监视者的检测错误概率，再求得接收端的中断概率，联合设计最优发送功率和AN功率，使得接收端性能最优。本发明在CDI的情形下引入了全双工接收机，使得研究更具实际意义，而且提高了信息传输的可靠性和隐蔽性。
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公开(公告)号：CN111835393A
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN202010678703.5
申请日：2020-07-15
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供了一种基于白化滤波的最大化接收功率的波束成形方法。通过接收波束成形的设计，抑制来自全双工窃听者的恶意干扰，同时最大化有用信号的接收功率，以提升系统的安全性能。首先利用已知的信道状态信息，对合法用户接收到的有色噪声进行白化噪声矩阵的设计。进一步地，对合法用户的接收信号预乘白化噪声矩阵，并且建立最大化有用信号功率的优化问题。将优化问题转化为平均最大化接收功率问题，通过Rayleigh-Ritz方法设计接收波束成形向量。本发明与传统的最大化接收功率相比在安全速率和误码率上得到了极大地提升，能够在具有全双工窃听者的安全空间调制系统中有效抑制恶意干扰，提高合法用户获取有用信息的能力，更好地提升了系统的安全性能。
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公开(公告)号：CN110113087A
公开(公告)日：2019-08-09
申请号：CN201910342487.4
申请日：2019-04-25
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04B7/0456 , H04B7/08
Abstract: 本发明提供了方向调制中多播场景下两种安全波束成形方案：最大化组接收功率加零空间投影方案和泄露方案。第一种方案在遵从正交约束的条件下，通过最大化每个期望用户组的接收功率来设计有用信号波束成形向量，同时选取所有期望用户组导向向量零空间的基构成人为噪声投影矩阵。第二种方案首先通过最大化每个期望组的信泄噪比来设计相应期望组的有用信号波束成形向量，从而使得有用信号功率尽可能多地指向相应期望组方向而减少其泄露到窃听方向以及其他期望组方，通过最大化人为噪声与泄噪比来设计人为噪声波束成形矩阵。同时与传统方案相比，本发明提出的两种方案在误码率以及安全速率性能方面都有较大提升，能够实现更加安全可靠的无线传输。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108828505A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810338735.3
申请日：2018-04-16
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供了基于机器学习的到达角估计算法研究及应用，由于以前的研究一般都是假设角度误差服从某一具体分布来设计方向调制中的有用信号波束成形向量和人工噪声投影矩阵，但实际情况中我们需要通过估计算法有效地去测量具体的角度误差分布情况。首先，数字结构的发射机作为接受者快拍多次；然后通过使用Root-MUSIC算法来获取多次快拍后测量角度的训练数据集；接着利用机器学习中的直方图方法估计到达角测量误差的概率密度分布，同时利用贝叶斯学习方法估计到达角测量误差的均值和方差；最后，我们可以利用这一系列参数来设计方向调制中的有用信号波束成形向量和人工噪声投影矩阵，此时发射机处于发射模式。
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公开(公告)号：CN110300409B
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN201910419695.X
申请日：2019-05-20
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供了一种基于信道估计的有限块长隐蔽通信实现方法。以往对于衰落信道中隐蔽通信的研究都是假设信道是已知的，或者通过信道反转功率控制方法来避免信道的估计。然而实际中，由于信道互易性假设的理想性，在衰落信道中不可避免地要进行信道估计。在传统的信道估计中，最优导频数等于发送天线数，但是在隐蔽通信中，该结论可能不再成立。为了提高隐蔽通信的可靠性，我们利用最小均方误差估计方法对信道进行估计，在隐蔽约束条件下设计最优的导频数目和发射功率、数据数目和发射功率以最大化有效速率。与此同时，由于以前的研究一般都是集中于无限块长的分析，但实际中通常要发送有限块长的符号，因此本发明研究有限块长下的隐蔽通信。
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公开(公告)号：CN110176952B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN201910416955.8
申请日：2019-05-20
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种安全空间调制网络中天线选择方法，在第一阶段，利用近瞬时信道特性，以最大化信干噪比与窃听用户人工噪声信干噪比的乘积为目标，选择发射端天线的一个子集作为发射天线集合。在第二阶段，发射端采用空间调制进行比特流译码，激活一根发射天线发送保密信息，同时其他天线在期望信道的零空间处发射人工噪声，以干扰窃听者。本发明能够提升系统的安全速率。
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公开(公告)号：CN111865379B
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202010678686.5
申请日：2020-07-15
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04B7/0456
Abstract: 本发明提供了一种基于交替方向乘子法的安全预编码方法。该方法分别设计数字预编码和模拟预编码来提高系统安全性能。首先利用发射机每次只激活一个天线子阵发送信息的事实，将总体预编码矩阵进行切割，建立一致性优化问题。其次，引入新的矩阵变量和对偶变量，将上述问题由非凸向凸转变。通过交替方向乘子法更新总体预编码矩阵，计算更新前后总体预编码矩阵的欧几里得距离，直到满足终止条件。最后，由总体预编码分别得出模拟、数字预编码。本发明不同于传统的基于全数字的空间调制系统，而是通过在发射机采用部分连接的混合结构显著降低电路成本；并且通过安全预编码的设计，使得混合空间调制有很好的安全性能。
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公开(公告)号：CN110300409A
公开(公告)日：2019-10-01
申请号：CN201910419695.X
申请日：2019-05-20
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供了一种基于信道估计的有限块长隐蔽通信实现方法。以往对于衰落信道中隐蔽通信的研究都是假设信道是已知的，或者通过信道反转功率控制方法来避免信道的估计。然而实际中，由于信道互易性假设的理想性，在衰落信道中不可避免地要进行信道估计。在传统的信道估计中，最优导频数等于发送天线数，但是在隐蔽通信中，该结论可能不再成立。为了提高隐蔽通信的可靠性，我们利用最小均方误差估计方法对信道进行估计，在隐蔽约束条件下设计最优的导频数目和发射功率、数据数目和发射功率以最大化有效速率。与此同时，由于以前的研究一般都是集中于无限块长的分析，但实际中通常要发送有限块长的符号，因此本发明研究有限块长下的隐蔽通信。
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