一種通信方法和裝置與流程
2023-12-05 21:52:01 1
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種通信方法和裝置。
背景技術：
無線通信設備的越發普及，極大地促進了人類社會信息化的深入發展。與傳統的有線通信相比，便攜性和可移動性是無線通信的顯著特點。但是，隨之而來的，由於無線信道的廣播特性，也使得發送端與接收端之間的通信信號極易受到非法偷聽端的偷聽。理論上，只要在發送端的信號覆蓋範圍內，任何接收端都可以接收到發送端發送的信號，這為通信系統中信息傳輸的安全性帶來了極大挑戰。
現有技術中，為了提高通信系統中信息傳輸的安全性，一般是在發送端發送數據給接收端之前，對這些數據進行加密處理，然後，將加密後的數據發送給接收端；同樣的，接收端接收到發送端發送的數據後，還需要對接收到的數據進行解密處理，才能利用接收到的數據執行後續操作。
在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：
現有的通信方法中，非法偷聽端依然能接收到發送端發送的數據，並且，只要非法偷聽端掌握了發送端的加密方式，依然能夠偷聽到發送端發送的數據。也即，現有的通信方法仍然存在信息傳輸的安全性隱患。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明實施例提供了一種通信方法和裝置，能夠在一定程度上提高通信過程中信息傳輸的安全性。
一方面，本發明實施例提供了一種通信方法，應用於包括K個發送端和接收端的通信系統，其中，K為大於0的整數，所述方法執行於所述接收端上，包括：
獲取所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的目標發送功率；
控制所述K個發送端分別以各自的目標發送功率與所述接收端進行通信。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的目標發送功率，包括：
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的接收濾波；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率，得到新的所述K個發送端的接收濾波；
根據新的所述K個發送端的接收濾波，獲得新的所述K個發送端的波束成形向量；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、新的所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端的發送功率；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的發送功率，再次得到新的所述K個發送端的接收濾波；
根據再次得到的新的所述K個發送端的接收濾波，再次獲得新的所述K個發送端的波束成形向量；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、再次得到的新的所述K個發送端的波束成形向量和再次得到的新的所述K個發送端的接收濾波，再次得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率；
以此類推，直至最新得到的所述K個發送端的發送功率與上一次得到的所述K個發送端的發送功率滿足指定條件，則將最新得到的所述K個發送端的發送功率作為所述K個發送端的目標發送功率。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的接收濾波，包括：
利用以下公式得到所述接收濾波；
其中，wj表示第j個發送端的接收濾波，c表示將wj進行歸一化處理的標量，且c>0，Pi表示第i個發送端的發送功率，Vi表示第i個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，ti為用於表示第i個發送端的波束成形向量的矩陣，H表示共軛轉置，表示第j個發送端的噪聲功率，I表示單位矩陣，Vj表示第j個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，tj為用於表示第j個發送端的波束成形向量的矩陣，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率，包括：
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第一增益參數；
根據所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第一增益參數，得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第一增益參數，包括：
利用以下公式得到所述第一增益參數；
其中，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個第一增益參數，ti表示第i個發送端的波束成形向量，Vi表示第i個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，H表示共軛轉置，wj表示第j個發送端的接收濾波，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第一增益參數，得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率，包括：
利用以下公式得到所述對偶發送端的發送功率；
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第i個第一增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Qj表示第j個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個第一增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示條件限定算符。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、新的所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端的發送功率，包括：
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、新的所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第二增益參數；
根據新的所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第二增益參數，得到新的所述K個發送端的發送功率。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第二增益參數，包括：
利用以下公式得到所述第二增益參數；
fi,j＝wiVjtj
其中，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個增益參數,wi表示第i個發送端的接收濾波，Vj表示第j個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，tj表示第j個發送端的波束成形向量，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第二增益參數，得到新的所述K個發送端的發送功率，包括：
利用以下公式得到所述K個發送端的發送功率；
且Pi≤Pmax,i
其中，Pi表示第i個發送端的發送功率，fi,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第i個增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Pj表示第j個發送端的發送功率，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示受限制於。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述方法還包括：
根據所述K個發送端的目標發送功率，生成並發送噪聲信號。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述K個發送端的目標發送功率，生成並發送噪聲信號，包括：
確定所述K個發送端中的目標發送端，所述目標發送端的天線數目大於K；
確定所述目標發送端發送信號的零空間；
根據所述目標發送端發送信號的零空間，生成噪聲信號；
根據所述目標發送端的目標發送功率與所述目標發送端的最大發送功率，獲得所述目標發送端的噪聲功率，並以所述目標發送端的噪聲功率發送所述噪聲信號。
另一方面，本發明實施例提供了一種通信裝置，應用於包括K個發送端和接收端的通信系統，其中，K為大於0的整數，所述裝置位於所述接收端上，包括：
第一獲取單元，用於獲取所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率；
第二獲取單元，用於根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的目標發送功率；
通信單元，用於控制所述K個發送端分別以各自的目標發送功率與所述接收端進行通信。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，用於：
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的接收濾波；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率，得到新的所述K個發送端的接收濾波；
根據新的所述K個發送端的接收濾波，獲得新的所述K個發送端的波束成形向量；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、新的所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端的發送功率；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的發送功率，再次得到新的所述K個發送端的接收濾波；
根據再次得到的新的所述K個發送端的接收濾波，再次獲得新的所述K個發送端的波束成形向量；
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、再次得到的新的所述K個發送端的波束成形向量和再次得到的新的所述K個發送端的接收濾波，再次得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率；
以此類推，直至最新得到的所述K個發送端的發送功率與上一次得到的所述K個發送端的發送功率滿足指定條件，則將最新得到的所述K個發送端的發送功率作為所述K個發送端的目標發送功率。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，具體用於：
利用以下公式得到所述接收濾波；
其中，wj表示第j個發送端的接收濾波，c表示將wj進行歸一化處理的標量，且c>0，Pi表示第i個發送端的發送功率，Vi表示第i個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，ti為用於表示第i個發送端的波束成形向量的矩陣，H表示共軛轉置，表示第j個發送端的噪聲功率，I表示單位矩陣，Vj表示第j個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，tj為用於表示第j個發送端的波束成形向量的矩陣，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，其特徵在於，所述第二獲取單元，具體用於：
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的接收濾波，得到所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第一增益參數；
根據所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第一增益參數，得到新的所述K個發送端的對偶發送端的發送功率。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，具體用於：
利用以下公式得到所述第一增益參數；
其中，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個第一增益參數，ti表示第i個發送端的波束成形向量，Vi表示第i個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，H表示共軛轉置，wj表示第j個發送端的接收濾波，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，具體用於：
利用以下公式得到所述對偶發送端的發送功率；
且Qi≤Pmax,i
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第i個第一增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Qj表示第j個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個第一增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示條件限定算符。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，具體用於：
根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、新的所述K個發送端的波束成形向量和新的所述K個發送端的接收濾波，得到新的所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第二增益參數；
根據新的所述K個發送端信道分別與所述接收端信道的第二增益參數，得到新的所述K個發送端的發送功率。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，具體用於：
利用以下公式得到所述第二增益參數；
fi,j＝wiVjtj
其中，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個增益參數,wi表示第i個發送端的接收濾波，Vj表示第j個發送端和所述接收端之間的信道參數矩陣，tj表示第j個發送端的波束成形向量，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第二獲取單元，具體用於：
利用以下公式得到所述K個發送端的發送功率；
且Pi≤Pmax,i
其中，Pi表示第i個發送端的發送功率，fi,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第i個增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Pj表示第j個發送端的發送功率，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在所述接收端的第j個增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示受限制於。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述裝置還包括：
生成單元，用於根據所述K個發送端的目標發送功率，生成噪聲信號；
發送單元，用於發送所述噪聲信號。
如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，
所述生成單元，具體用於：
確定所述K個發送端中的目標發送端，所述目標發送端的天線數目大於K；
確定所述目標發送端發送信號的零空間；
根據所述目標發送端發送信號的零空間，生成噪聲信號；
根據所述目標發送端的目標發送功率與所述目標發送端的最大發送功率，獲得所述目標發送端的噪聲功率；
所述發送單元，具體用於：
以所述目標發送端的噪聲功率發送所述噪聲信號。
上述技術方案中的一個技術方案具有如下有益效果：
本發明實施例通過獲取所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，然後，根據所述K個發送端與所述接收端之間的信道參數信息、所述K個發送端的波束成形向量和所述K個發送端的發送功率，獲得所述K個發送端的目標發送功率，進而，控制所述K個發送端分別以各自的目標發送功率與所述接收端進行通信。本發明實施例提供的通信方法，針對包含有多個發送端的通信系統，根據這些發送端各自對應的信道參數信息、波束成形向量和發送功率，確定每個發送端各自的目標發送功率，本發明實施例中得到的目標發送功率是在保證這個發送端能夠與接收端進行正常通信的前提下，能夠採用的最小的發送功率，如此，在保證發送端與接收端進行正常通信的前提下，儘可能的降低發送端的發送功率，從而，在發送端的發送信號覆蓋範圍內的非法偷聽端接收到發送端發送的數據的概率降低，也就減小了被竊聽到的概率，進而，提高了通信過程中信息傳輸的安全性；並且，本發明實施例中，只是對通信系統中發送端發送數據時的發送功率進行控制，實現方式簡便可靠。因此，本發明實施例提供的技術方案能夠在一定程度上提高通信過程中信息傳輸的安全性。
【附圖說明】
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發明實施例中通信系統示意圖；
圖2是本發明實施例所提供的通信方法的流程示意圖；
圖3是本發明實施例中獲取K個發送端的目標發送功率的流程示意圖；
圖4是本發明實施例中添加人工噪聲的流程示意圖；
圖5是本發明實施例中接收端與非法偷聽端的信幹噪比對比示意圖；
圖6是本發明實施例所提供的通信裝置的功能方塊圖。
【具體實施方式】
為了更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。
應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明實施例中使用的術語是僅僅出於描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發明。在本發明實施例和所附權利要求書中所使用的單數形式的「一種」、「所述」和「該」也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。
應當理解，本文中使用的術語「和/或」僅僅是一種描述關聯對象的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符「/」，一般表示前後關聯對象是一種「或」的關係。
應當理解，儘管在本發明實施例中可能採用術語第一、第二、第三等來描述增益參數，但這些增益參數不應限於這些術語。這些術語僅用來將增益參數彼此區分開。例如，在不脫離本發明實施例範圍的情況下，第一增益參數也可以被稱為第二增益參數，類似地，第二增益參數也可以被稱為第一增益參數。
取決於語境，如在此所使用的詞語「如果」可以被解釋成為「在……時」或「當……時」或「響應於確定」或「響應於檢測」。類似地，取決於語境，短語「如果確定」或「如果檢測(陳述的條件或事件)」可以被解釋成為「當確定時」或「響應於確定」或「當檢測(陳述的條件或事件)時」或「響應於檢測(陳述的條件或事件)」。
實施例一
本發明實施例給出一種通信方法，該方法應用於包括K個發送端和接收端的通信系統，其中，K為大於0的整數。
具體的，請參考圖1，其為本發明實施例中通信系統示意圖。如圖1所示的通信系統中，包括K個發送端、1個接收端和1個非法偷聽端。
具體的，如圖1所示，K個發送端同時和接收端建立上行鏈路通信，非法偷聽端同時偷聽K個發送端發送的信號。假設所有的發送端和接收端都配備有多天線。並且，若K個發送端的天線數目分別為Nt1,Nt2,…,NtK，並且存在如下關係：max[Nt1,Nt2,…,NtK]>K，也就是，K個發送端中存在發送端的天線數目大於發送端數目的發送端。假設接收端的天線數目為NR,非法偷聽端的天線數目假設為Ne。一般的，為了實現空分復用，一般會有NR≥K。
如圖1所示，所有合法通信的收發雙方的無線信道，均採用V進行標記，如第i個發送端和接收端之間的信道矩陣表示為Vi，在圖1中採用實線進行表示。非法偷聽端和接收端的信道矩陣採用G加以標記，其中，第i個用戶和偷聽者之間的信道矩陣表示為Gi，並在圖1種採用虛線加以區別。箭頭方向指示的方向為通信方向的上行鏈路。具體的，信道矩陣Vi和Gi的每一個元素，包含了對應的發送端與接收端天線之間的信道信息。
需要說明的是，如圖1所示的通信系統僅為本發明實施例所能應用的通信系統的一種具體示意圖，並不用以限制本申請。在實際應用過程中，通信系統中的接收端的數目為至少一個，通信系統中的非法偷聽端的數目可以為0，或者1個，或者多個；本發明實施例對於通信系統中接收端和非法偷聽端的具體數目不進行特別限定。
在一個具體的實現過程中，通信系統中的接收端可以為基站，發送端可以為終端。本發明實施例中所涉及的終端可以包括但不限於個人計算機(Personal Computer，PC)、個人數字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、無線手持設備、平板電腦(Tablet Computer)、手機、MP3播放器、MP4播放器等。
具體的，本發明實施例提供通信方法執行於接收端上。
請參考圖2，其為本發明實施例所提供的通信方法的流程示意圖，如圖2所示，該方法包括以下步驟：
S201，獲取K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率。
S202，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，獲得K個發送端的目標發送功率。
S203，控制K個發送端分別以各自的目標發送功率與接收端進行通信。
需要說明的是，S201～S203的執行主體可以為通信裝置，該裝置可以位於接收端的應用，或者還可以為位於接收端的應用中的插件或軟體開發工具包(Software Development Kit，SDK)等功能單元，本發明實施例對此不進行特別限定。可以理解的是，應用可以是安裝在終端上的應用程式(nativeApp)，或者還可以是終端上的瀏覽器的一個網頁程序(webApp)，本發明實施例對此不進行限定。
本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：
本發明實施例通過獲取K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，然後，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，獲得K個發送端的目標發送功率，進而，控制K個發送端分別以各自的目標發送功率與接收端進行通信。本發明實施例提供的通信方法，針對包含有多個發送端的通信系統，根據這些發送端各自對應的信道參數信息、波束成形向量和發送功率，確定每個發送端各自的目標發送功率，本發明實施例中得到的目標發送功率是在保證這個發送端能夠與接收端進行正常通信的前提下，能夠採用的最小的發送功率，如此，在保證發送端與接收端進行正常通信的前提下，儘可能的降低發送端的發送功率，從而，在發送端的發送信號覆蓋範圍內的非法偷聽端接收到發送端發送的數據的概率降低，也就減小了被竊聽到的概率，進而，提高了通信過程中信息傳輸的安全性；並且，本發明實施例中，只是對通信系統中發送端發送數據時的發送功率進行控制，實現方式簡便可靠。因此，本發明實施例提供的技術方案能夠在一定程度上提高通信過程中信息傳輸的安全性。
實施例二
基於上述實施例一所提供的通信方法，本發明實施例對S201中獲取K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率的方法進行具體描述。
該步驟包括三個方面的內容，以下，對於接收端獲取這些信息的實現方式分別進行說明。
具體的，接收端獲取上述三種信息的實現方式可以有多種，為了具體說明本方案，以下，以獲取一個發送端對應的三種信息的實現過程為例進行具體說明。可以理解的是，獲取K個發送端對應的三種信息的實現過程與獲取一個發送端對應的三種信息的實現過程類似，本發明實施例對此不再進行贅述。
第一方面，獲取發送端與接收端之間的信道參數信息。
在一個具體的實現過程中，可以在發送端預設訓練信號，當需要進行通信時，或滿足其他觸發條件時，就將這個預設的訓練信號發送給接收端，如此，接收端可以根據接收到的訓練信號，進行發送端與接收端之間的信道參數的估計。
本發明實施例中，對於訓練信號的具體內容不進行特別限定，對於觸發發送端發送這個訓練信號的觸發條件也不進行特別限定。
或者，在另一個具體的實現過程中，也可以由發送端對發送端與接收端之間的信道參數進行估計，這時，接收端只需要獲取發送端估計得到的結果，就可以獲得發送端與接收端之間的信道參數信息。
需要說明的是，此時獲取到的發送端與接收端之間的信道參數信息是固定的，在後續步驟中，假設該信息不再變化。
第二方面，獲取發送端的波束成形向量。
獲取發送端的波束成形向量時，存在以下兩種情況：
第一種，接收端在一開始獲取到的波束成形向量為初始化的波束成形向量。
這個初始化的波束成形向量，可以由發送端進行任意初始化，之後，接收端直接獲取發送端任意初始化後得到的初始化的波束成形向量即可。
第二種，接收端在後續獲取發送端的目標發送功率時，涉及對發送端的波束成形向量的更新，此時，可以利用以下公式，得到發送端的波束成形向量：
其中，tj表示第j個發送端的波束成形向量，c表示將wj進行歸一化處理的標量，且c>0，Qi表示第i個發送端的對偶發送端的發送功率，Vj表示第j個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，wi表示第i個發送端的接收濾波，H表示共軛轉置，表示第j個發送端的噪聲功率，I表示單位矩陣，wj表示第j個發送端的接收濾波，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
第三方面，獲取發送端的發送功率。
需要說明的是，接收端在第一次獲取發送端的發送功率時，獲取的是發送端的最大發送功率。
需要說明的是，本發明實施例中，以上獲取三種信息的實現方式僅用以說明接收端如何獲取這些信息，在實際應用過程中，也可以有其他的實現方式，因此，上述實現方式並不用以限制本申請。
本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：
本發明實施例提供的通信方法，針對包含有多個發送端的通信系統，根據這些發送端各自對應的信道參數信息、波束成形向量和發送功率，確定每個發送端各自的目標發送功率，本發明實施例中得到的目標發送功率是在保證這個發送端能夠與接收端進行正常通信的前提下，能夠採用的最小的發送功率，如此，在保證發送端與接收端進行正常通信的前提下，儘可能的降低發送端的發送功率，從而，在發送端的發送信號覆蓋範圍內的非法偷聽端接收到發送端發送的數據的概率降低，也就減小了被竊聽到的概率，進而，提高了通信過程中信息傳輸的安全性；並且，本發明實施例中，只是對通信系統中發送端發送數據時的發送功率進行控制，實現方式簡便可靠。因此，本發明實施例提供的技術方案能夠在一定程度上提高通信過程中信息傳輸的安全性。
實施例三
基於上述實施例一所提供的通信方法，本發明實施例對S202中「根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，獲得K個發送端的目標發送功率」的方法進行具體描述。
具體的，請參考圖3，其為本發明實施例中獲取K個發送端的目標發送功率的流程示意圖，如圖3所示，該方法包括以下步驟：
S301，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，獲得K個發送端的接收濾波。
S302，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的接收濾波，得到新的K個發送端的對偶發送端的發送功率。
S303，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的對偶發送端的發送功率，得到新的K個發送端的接收濾波。
S304，根據新的K個發送端的接收濾波，獲得新的K個發送端的波束成形向量。
S305，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、新的K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的接收濾波，得到新的K個發送端的發送功率。
S306，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的發送功率，再次得到新的K個發送端的接收濾波。
S307，根據再次得到的新的K個發送端的接收濾波，再次獲得新的K個發送端的波束成形向量。
S308，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、再次得到的新的K個發送端的波束成形向量和再次得到的新的K個發送端的接收濾波，再次得到新的K個發送端的對偶發送端的發送功率。
S309，以此類推，直至最新得到的K個發送端的發送功率與上一次得到的K個發送端的發送功率滿足指定條件，則將最新得到的K個發送端的發送功率作為K個發送端的目標發送功率。
需要說明的是，本發明實施例中，S309步驟中的判斷過程可以在S305步驟後即可執行，此時，若在S305步驟中得到的K個發送端的發送功率與上一次得到的K個發送端的發送功率滿足指定條件，將最新得到的K個發送端的發送功率作為K個發送端的目標發送功率，該獲取過程結束，此時，後續的S306～S308可以不再執行，或者，也可以繼續執行，本發明實施例對此不進行特別限定。
另外，若在S305步驟中得到的K個發送端的發送功率與上一次得到的K個發送端的發送功率不滿足指定條件，則繼續執行S306～S308，直至獲取到滿足指定條件的K個發送端的發送功率，該獲取過程結束。
本發明實施例對於S309中的指定條件不進行特別限定。具體的，可以預設該指定條件為：最新得到的K個發送端的發送功率收斂。
在一個具體的實現過程中，判斷最新得到的K個發送端的發送功率是否收斂，可以通過判斷最新得到的K個發送端的發送功率與上一次得到的K個發送端的發送功率之間，分別獲取K個發送端各自對應的發送功率之間的差值，然後，將獲取到的K個差值進行加和，若這個加和小於預設的收斂閾值，則認為最新得到的K個發送端的發送功率收斂；反之，則認為最新得到的K個發送端的發送功率不收斂。
以下，對於本發明實施例中上述各步驟的實現方式分別進行說明。
針對S301，本發明實施例中，是利用實施例二中的方式獲取到這三種信息，然後，利用K個發送端的初始化的波束成形向量和K個發送端的最大發送功率，獲得K個發送端的初始化的接收濾波。
獲得K個發送端的接收濾波的方式，可以按照最小均方誤差(minimum mean squareerror estimation，MMSE)準則進行求解。
例如，在一個具體的實現過程中，可以利用以下公式，得到K個發送端的接收濾波：
其中，wj表示第j個發送端的接收濾波，c表示將wj進行歸一化處理的標量，且c>0，Pi表示第i個發送端的發送功率，Vi表示第i個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，ti為用於表示第i個發送端的波束成形向量的矩陣，H表示共軛轉置，表示第j個發送端的噪聲功率，I表示單位矩陣，Vj表示第j個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，tj為用於表示第j個發送端的波束成形向量的矩陣，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
針對S302，該步驟是為了獲得新的K個發送端的對偶發送端的發送功率，該步驟，可以包括以下兩個小步驟：
步驟1，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的接收濾波，得到K個發送端信道分別與接收端信道的第一增益參數。
在一個具體的實現過程中，可以利用以下公式，獲得第一增益參數：
其中，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個第一增益參數，ti表示第i個發送端的波束成形向量，Vi表示第i個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，H表示共軛轉置，wj表示第j個發送端的接收濾波，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
步驟2，根據K個發送端信道分別與接收端信道的第一增益參數，得到新的K個發送端的對偶發送端的發送功率。
具體的，為了更好的利用多天線通信的性質，通信系統中的收發雙方需要對天線的發射參數進行優化，即在發送端進行波束成形，在接收端進行濾波，使得對應的發送端的數據流的信幹噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)/服務質量大於給定的要求值。信幹噪比，相比於信噪比，是在多用戶系統中衡量系統接收信號優劣的一個指標。一般而言，信幹噪比越大，說明有用信號越多，信號越好。
因此，本發明實施例中，需要得到的新的K個發送端的對偶發送端的發送功率達到的信幹噪比需要滿足：
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端(當前接收端)的發送功率，表示第i個發送端的對偶發送端(當前接收端)的信幹噪比，其中，dl表示接收端至發送端的下行鏈路，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，s.t.表示條件限定算符。
具體的，信幹噪比又滿足以下公式：
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第i個第一增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Qj表示第j個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個第一增益參數，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
並且，需要說明的是，得到的新的第i個發送端的對偶發送端的發送功率Qi不能超過該發送端的最大發送功率Pmax,i，因此，獲取新的K個發送端的對偶發送端的發送功率時，還需要滿足：
Qi≤Pmax,i
因此，在一個具體的實現過程中，可以利用以下公式，獲取新的K個發送端的對偶發送端的發送功率：
且Qi≤Pmax,i
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第i個第一增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Qj表示第j個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個第一增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示條件限定算符。
本發明實施例對於求解上述公式的過程及方式不進行特別限定。
為了更具體的說明本方案，本發明實施例給出一種求解方式：將上述公式進行變形，可以得到簡化的第一目標公式，然後，針對簡化後的第一目標公式，可以直接採用簡單的凸優化算法進行求解。其中，簡化後的第一目標公式可以表示為：
arg min{m}s.t.Qi≤m且且Qi≤Pmax,i
其中，arg min{m}＝[Q1,Q2,…,QK]，且m＝1,2,…,K。
在S302步驟中，本發明實施例利用了信道的對偶性，利用獲取到的信息，更新K個發送端的對偶發送端的發送功率。
基於對K個發送端的對偶發送端的發送功率的更新，還需要根據更新後的K個發送端的對偶發送端的發送功率，更新接收端的接收濾波，也即，S303步驟中的操作。
在S303步驟中，接收端更新接收濾波的實現方式與S301類似，只是需要利用更新後的K個發送端的對偶發送端的發送功率代替發送端的發送功率，帶入上公式，即可得到新的K個發送端的接收濾波。
之後，在S304步驟中，接收端還需要對初始化的波束成形向量進行更新，該實現過程可以參考實施例二中獲取新的波束成形向量中的第二種實現方式，在此不再進行贅述。
基於對接收濾波和發送端的波束成形向量的更新，接收端可以利用更新後的接收濾波和波束成形向量，實現對K個發送端的發送功率的更新。
具體的，在S305中，該步驟是為了獲得新的K個發送端的發送功率，該步驟，可以包括以下兩個小步驟：
步驟1，根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、新的K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的接收濾波，得到新的K個發送端信道分別與接收端信道的第二增益參數。
在一個具體的實現過程中，可以利用以下公式，獲得第二增益參數：
fi,j＝wiVjtj
其中，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個增益參數,wi表示第i個發送端的接收濾波，Vj表示第j個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，tj表示第j個發送端的波束成形向量，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
步驟2，根據新的K個發送端信道分別與接收端信道的第二增益參數，得到新的K個發送端的發送功率。
此時，要得到的新的K個發送端的發送功率達到的信幹噪比需要滿足：
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端(當前接收端)的發送功率，表示第i個發送端的的信幹噪比，其中，up表示發送端至接收端的上行鏈路，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，s.t.表示條件限定算符。
具體的，信幹噪比又滿足以下公式：
其中，Pi表示第i個發送端的發送功率，fi,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第i個增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Pj表示第j個發送端的發送功率，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個增益參數，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
並且，需要說明的是，得到的新的第i個發送端的發送功率Pi不能超過該發送端的最大發送功率Pmax,i，因此，獲取新的K個發送端的發送功率時，還需要滿足：
Pi≤Pmax,i
因此，在一個具體的實現過程中，可以利用以下公式，獲取新的K個發送端的發送功率：
且Pi≤Pmax,i
其中，Pi表示第i個發送端的發送功率，fi,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第i個增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Pj表示第j個發送端的發送功率，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示受限制於。
本發明實施例對於求解上述公式的過程及方式不進行特別限定。
為了更具體的說明本方案，本發明實施例給出一種求解方式：將上述公式進行變形，可以得到簡化的第二目標公式，然後，針對簡化後的第二目標公式，可以直接採用簡單的凸優化算法進行求解。其中，簡化後的第二目標公式可以表示為：
arg min{n}s.t.Pi≤n且且Pi≤Pmax,i
其中，arg min{n}＝[P1,P2,…,PK]，且n＝1,2,…,K。
需要說明的是，本發明實施例中，S302中獲取新的K個發送端的對偶發送端的發送功率與S305中獲取新的K個發送端的發送功率的過程中，涉及到第i個發送端的信幹噪比門限值γi，針對於同一個發送端(例如，第i個發送端)，這個信幹噪比門限值(γi)是固定的，因此，在S302和S305步驟中出現的γi是相同的。
需要說明的是，當第一次執行S305時，可以順序的向下執行S306；當第二次之後每次重複執行S305時，則需要在S305得到新的K個發送端的發送功率後，判斷最新得到的K個發送端的發送功率是否滿足指定條件，並根據判斷結果，選擇對應的處理方式。
之後，最新得到的K個發送端的發送功率不收斂，則繼續執行S306，此時，在S306中更新接收濾波的實現方式與S301類似，不再進行贅述。
之後的S307步驟，更新波束成形向量的實現方式，與前文一致，也不再進行贅述。
之後，重複執行的S308與S302類似，之後，循環執行S302～S308之間的步驟，直至得到滿足S309中的指定條件的K個發送端的發送功率，該獲取過程結束，並將最新得到的K個發送端的發送功率作為K個發送端的目標發送功率。
本發明實施例中給出的獲取K個發送端的目標發送功率的實現方式，是綜合考慮了多個發送端的保密性能的公平性原則，利用的上述迭代算法具有快速收斂的特性，仿真實驗表明，若收斂閾值取0.0001，K個發送端的信幹噪比門限值均取為10，那麼，一般在不超過10次迭代即可實現收斂。因此，利用本發明實施例提供的方案進行發送端的目標發送功率的獲取過程，計算複雜度較低，實現方式簡便快捷。
具體的，本發明實施例中，在獲取到K個發送端的目標發送功率，之後，就可以控制各發送端以各自對應的目標發送功率與接收端進行通信。
具體的，為了進一步保證發送端與接收端之間進行數據通信時的安全性，本發明實施例中，還可以根據K個發送端的目標發送功率，生成並發送噪聲信號。
具體的，可以利用發送端的剩餘能量和多天線自由度在合法接受端的零空間中加入人工噪聲，進一步惡化非法偷聽端的接收性能。
為此，請參考圖4，其為本發明實施例中添加人工噪聲的流程示意圖。如圖4所示，該過程包括以下步驟：
S401，確定K個發送端中的目標發送端。
其中，目標發送端的天線數目大於K。
具體的，本發明實施中，添加人工噪聲的前提是，不幹擾發送端與接收端的正常通信，因此，是採用發送端的剩餘能量產生人工噪聲來對非法偷聽端進行幹擾。為此，需要保證發送端有多餘的零空間來容納人工噪聲信號。為此，目標發送端需要滿足：目標發送端的天線數目大於發送端的數目。為此，首先篩選出所有發送天線Nt>K的發送端作為目標發送端。可以理解的是，本發明實施例中，對於目標發送端的數目不進行特別限定。
S402，確定目標發送端發送信號的零空間。
在確定了目標發送端之後，就需要進一步確定這些目標發送端中每個目標發送端的零空間。假設接收端濾波器按照矩陣形式表示為：W＝[w1,w2,…,wK]，那麼，第i個發送端的零空間就可以表示為：其中，null表示求解零空間的操作。
S403，根據目標發送端發送信號的零空間，生成噪聲信號。
在一個具體的實現過程中，生成噪聲信號時，可以利用零空間的基，線性組合即可得到發送端的人工噪聲信號。
S404，根據目標發送端的目標發送功率與目標發送端的最大發送功率，獲得目標發送端的噪聲功率，並以目標發送端的噪聲功率發送噪聲信號。
具體的，對於第i個目標發送端而言，該目標發送端的噪聲功率為：Pmax,i-Pi，其中，i的取值範圍在1……K之間。
本發明實施例中，除了採用功率控制的方法增強收發雙發之間進行通信數據的安全傳輸外，還可以通過添加人工噪聲的方法，來進一步實現提升物理層安全性能。雖然發送端的發送功率一般較小，但是，在其擁有較高自由度的情況下，只要滿足發送的人工噪聲能量大於發送數據信號的能量，那麼，非法偷聽端的通信質量將會顯著下降。
為了具體說明本發明實施例提供的通信方法能夠達到的技術效果，本發明實施例將接收端與非法偷聽端的信幹噪比進行對比，得到如圖5所示的對比示意圖。
請參考圖5，其為本發明實施例中接收端與非法偷聽端的信幹噪比對比示意圖。如圖5所示，曲線1為通信系統中的接收端的信幹噪比隨發送端的可用能量變化得到的曲線；曲線2為非法接收端的信幹噪比隨發送端的可用能量變化得到的曲線；曲線3為加入人工噪聲後，非法接收端的信幹噪比隨發送端的可用能量變化得到的曲線。
如圖5所示，在發送端的可用能量變化的全範圍內，曲線2的信幹噪比都大於曲線3的信幹噪比，也即，通信系統中的接收端的信幹噪比明顯大於非法偷聽端的信幹噪比。也就是說，使用本發明實施例所提供的通信方法，可以降低非法偷聽端的信幹噪比，也就是，降低了非法偷聽端偷聽到發送端傳輸的數據的可能性，進而，提高了通信系統中數據傳輸的安全性。
另一方面，在加入人工噪聲後，曲線3中的信幹噪比有大幅的降低，這說明，在接入人工噪聲後，非法偷聽端能夠偷聽通信系統中發送端發送的數據的概率大大降低，對於提高通信過程中信息傳輸的安全性有較大幫助。
本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：
本發明實施例提供的通信方法，針對包含有多個發送端的通信系統，根據這些發送端各自對應的信道參數信息、波束成形向量和發送功率，確定每個發送端各自的目標發送功率，本發明實施例中得到的目標發送功率是在保證這個發送端能夠與接收端進行正常通信的前提下，能夠採用的最小的發送功率，如此，在保證發送端與接收端進行正常通信的前提下，儘可能的降低發送端的發送功率，從而，在發送端的發送信號覆蓋範圍內的非法偷聽端接收到發送端發送的數據的概率降低，也就減小了被竊聽到的概率，進而，提高了通信過程中信息傳輸的安全性；並且，本發明實施例中，只是對通信系統中發送端發送數據時的發送功率進行控制，實現方式簡便可靠。因此，本發明實施例提供的技術方案能夠在一定程度上提高通信過程中信息傳輸的安全性。
實施例四
基於上述實施例一所提供的通信方法，本發明實施例進一步給出實現上述方法實施例中各步驟及方法的裝置實施例。
本發明實施例給出一種通信裝置，應用於包括K個發送端和接收端的通信系統，其中，K為大於0的整數，並且，該通信裝置位於接收端上。
請參考圖6，其為本發明實施例所提供的通信裝置的功能方塊圖。如圖6所示，該裝置包括：
第一獲取單元61，用於獲取K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率；
第二獲取單元62，用於根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，獲得K個發送端的目標發送功率；
通信單元63，用於控制K個發送端分別以各自的目標發送功率與接收端進行通信。
具體的，第二獲取單元62，用於：
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的發送功率，獲得K個發送端的接收濾波；
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的接收濾波，得到新的K個發送端的對偶發送端的發送功率；
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的對偶發送端的發送功率，得到新的K個發送端的接收濾波；
根據新的K個發送端的接收濾波，獲得新的K個發送端的波束成形向量；
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、新的K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的接收濾波，得到新的K個發送端的發送功率；
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的發送功率，再次得到新的K個發送端的接收濾波；
根據再次得到的新的K個發送端的接收濾波，再次獲得新的K個發送端的波束成形向量；
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、再次得到的新的K個發送端的波束成形向量和再次得到的新的K個發送端的接收濾波，再次得到新的K個發送端的對偶發送端的發送功率；
以此類推，直至最新得到的K個發送端的發送功率與上一次得到的K個發送端的發送功率滿足指定條件，則將最新得到的K個發送端的發送功率作為K個發送端的目標發送功率。
在一個具體的實現過程中，第二獲取單元62，具體用於：
利用以下公式得到接收濾波；
其中，wj表示第j個發送端的接收濾波，c表示將wj進行歸一化處理的標量，且c>0，Pi表示第i個發送端的發送功率，Vi表示第i個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，ti為用於表示第i個發送端的波束成形向量的矩陣，H表示共軛轉置，表示第j個發送端的噪聲功率，I表示單位矩陣，Vj表示第j個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，tj為用於表示第j個發送端的波束成形向量的矩陣，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j。
在一個具體的實現過程中，第二獲取單元62，具體用於：
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、K個發送端的波束成形向量和K個發送端的接收濾波，得到K個發送端信道分別與接收端信道的第一增益參數；
根據K個發送端信道分別與接收端信道的第一增益參數，得到新的K個發送端的對偶發送端的發送功率。
其中，第二獲取單元62，具體用於：
利用以下公式得到第一增益參數；
其中，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個第一增益參數，ti表示第i個發送端的波束成形向量，Vi表示第i個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，H表示共軛轉置，wj表示第j個發送端的接收濾波，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
其中，第二獲取單元62，具體用於：
利用以下公式得到對偶發送端的發送功率；
且Qi≤Pmax,i
其中，Qi表示第i個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第i個第一增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Qj表示第j個發送端的對偶發送端的發送功率，ei,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個第一增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示條件限定算符。
在一個具體的實現過程中，第二獲取單元62，具體用於：
根據K個發送端與接收端之間的信道參數信息、新的K個發送端的波束成形向量和新的K個發送端的接收濾波，得到新的K個發送端信道分別與接收端信道的第二增益參數；
根據新的K個發送端信道分別與接收端信道的第二增益參數，得到新的K個發送端的發送功率。
其中，第二獲取單元62，具體用於：
利用以下公式得到第二增益參數；
fi,j＝wiVjtj
其中，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個增益參數,wi表示第i個發送端的接收濾波，Vj表示第j個發送端和接收端之間的信道參數矩陣，tj表示第j個發送端的波束成形向量，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K。
其中，第二獲取單元62，具體用於：
利用以下公式得到K個發送端的發送功率；
且Pi≤Pmax,i
其中，Pi表示第i個發送端的發送功率，fi,i表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第i個增益參數，表示第i個發送端的噪聲功率，Pj表示第j個發送端的發送功率，fi,j表示第i個發送端的波束成形經過對應信道後在接收端的第j個增益參數，γi為第i個發送端的信幹噪比門限值，Pmax,i表示第i個發送端的最大發送功率，其中，i＝1,2,…,K，j＝1,2,…,K，且i≠j，s.t.表示受限制於。
具體的，本發明實施例中，該裝置還包括：
生成單元64，用於根據K個發送端的目標發送功率，生成噪聲信號；
發送單元65，用於發送噪聲信號。
在一個具體的實現過程中，生成單元64，具體用於：
確定K個發送端中的目標發送端，目標發送端的天線數目大於K；
確定目標發送端發送信號的零空間；
根據目標發送端發送信號的零空間，生成噪聲信號；
根據目標發送端的目標發送功率與目標發送端的最大發送功率，獲得目標發送端的噪聲功率；
發送單元65，具體用於：
以目標發送端的噪聲功率發送噪聲信號。
由於本實施例中的各單元能夠執行圖2所示的方法，本實施例未詳細描述的部分，可參考對圖2的相關說明。
本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：
本發明實施例提供的通信方法，針對包含有多個發送端的通信系統，根據這些發送端各自對應的信道參數信息、波束成形向量和發送功率，確定每個發送端各自的目標發送功率，本發明實施例中得到的目標發送功率是在保證這個發送端能夠與接收端進行正常通信的前提下，能夠採用的最小的發送功率，如此，在保證發送端與接收端進行正常通信的前提下，儘可能的降低發送端的發送功率，從而，在發送端的發送信號覆蓋範圍內的非法偷聽端接收到發送端發送的數據的概率降低，也就減小了被竊聽到的概率，進而，提高了通信過程中信息傳輸的安全性；並且，本發明實施例中，只是對通信系統中發送端發送數據時的發送功率進行控制，實現方式簡便可靠。因此，本發明實施例提供的技術方案能夠在一定程度上提高通信過程中信息傳輸的安全性。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用硬體加軟體功能單元的形式實現。
上述以軟體功能單元的形式實現的集成的單元，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述軟體功能單元存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機裝置(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡裝置等)或處理器(Processor)執行本發明各個實施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)、隨機存取存儲器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。