[發明專利]一種利用能量站最小化系統保密中斷概率的方法

有效

• 申請號: 201610908280.5
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106656405B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 鐘財軍;姜鑫;張朝陽
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04K3/00
• 分類號: H04K3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 陳華

本發明涉及一種利用能量站最小化系統保密中斷概率的方法，包括：1)能量站在前θT時間內向源節點傳輸無線能量，0<θ<1表示時間分配因子，T表示一個時隙；2)能量站通過偵聽源節點、合法接收節點和竊聽接收節點的導頻，估計通信系統中的信道狀態信息；3)能量站利用估計得到的信道狀態信息，設計相應的最佳波束賦形器w₂；4)在后(1?θ)T時間內，源節點向合法接收節點傳輸無線信號，竊聽接收節點對所述的無線信號進行竊聽，同時能量站采用波束賦形器w₂向合法接收節點和竊聽接收節點傳輸無線干擾信號，以最小化系統的保密中斷概率。該方法利用能量站提升物理層安全性能，從而大幅提升整個通信系統的保密安全性能。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體涉及一種利用能量站最小化系統保密中斷概率的方法。

背景技術

隨著無線通信技術的飛速發展，各種無線通信設備急劇增加，隨之而來的無線通信安全性問題也日趨嚴重。傳統的無線通信安全機制主要是以密碼學為基礎的相關加密技術，但隨著計算機運算能力的迅速提升，這項技術的保密基礎變得不再牢靠，物理層安全技術應運而生。

無線通信物理層安全技術從信息論的角度出發，利用物理信道的唯一性和互易性，來實現信息加密，辨識合法用戶等，旨在實現無條件安全。中國發明專利公開號(CN103986545A)公開了一種用于SIMO無線通信系統的物理層安全傳輸方法，首先期望接收方反向發射隨機參考信號，然后發射方使用接收到的參考信號對待傳輸符號進行置亂后發射，最后期望接收方利用已知參考信號對接收信號進行解調以獲得發射方傳輸的信息。值得指出的是，該發明專利僅公開了發射方能夠完美接收到期望接收方反向隨機參考信號的情況，沒有考慮有限信道狀態信息反饋的場景。

另一方面，隨著新興無線業務的不斷涌現，移動通信設備的續航時間逐漸成為影響用戶體驗的關鍵因素。在無線能量傳輸技術不斷成熟的背景下，研究人員提出了在通信網絡中安置固定的供電站，利用無線能量傳輸技術為網絡中的移動設備提供能量。當前，盡管引入供電站的新型無線通信網絡架構已引起國際上的廣泛關注，但相關研究工作尚處在起步階段，對供電站的應用僅僅局限于為移動設備提供能量，尚未充分發掘供電站的潛能。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種利用能量站最小化系統保密中斷概率的方法，利用能量站提升物理層安全性能。

為解決上述技術問題，本發明所提供的技術方案為：

一種利用能量站最小化系統保密中斷概率的方法，所述的通信系統包括源節點、合法接收節點、竊聽接收節點和能量站；所述的能量站配置有N_J根天線，N_J≥1；所述的源節點配置有N_S根天線，N_S≥1；所述的合法接收節點和竊聽接收節點配置單根天線，具體包括如下步驟：

1)能量站在前θT時間內向源節點傳輸無線能量，0&lt;θ&lt;1表示時間分配因子，T表示一個時隙；

2)能量站通過偵聽源節點、合法接收節點和竊聽接收節點的導頻，估計通信系統中的信道狀態信息；

3)能量站利用估計得到的信道狀態信息，設計相應的最佳波束賦形器w₂；

4)在后(1-θ)T時間內，源節點向合法接收節點傳輸無線信號，竊聽接收節點對所述的無線信號進行竊聽，同時能量站采用波束賦形器w₂向合法接收節點和竊聽接收節點傳輸無線干擾信號，以最小化系統的保密中斷概率。

所述的保密中斷是指：當系統的保密容量小于給定的信息傳輸速率時，保密中斷。