[發明專利]異構網NOMA物理層安全傳輸方法

有效

• 申請號: 201711129923.7
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107995615B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 戚曉慧;周游;羅文宇;鐘智豪;黃開枝;金梁;鐘州;樓洋明;許曉明;楊梅樾
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: H04W12/00
• 分類號: H04W12/00;H04W52/24;H04W52/26;H04W52/28
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

本發明屬于通信技術領域，特別涉及一種異構網NOMA物理層安全傳輸方法，實現過程如下：針對運用非正交多址NOMA技術的異構網各個合法用戶，通過配置NOMA服務各合法用戶的信號功率系數，并根據合法用戶位置分布配置零空間人工噪聲分配系數，根據配置的信號功率系數和零空間人工噪聲分配系數進行異構網NOMA物理層安傳輸。本發明通過合理配置人工噪聲，增強系統在竊聽信道質量優于合法用戶信道質量時對于被動竊聽的抵御能力，提升異構網中NOMA無線傳輸的物理層安全性能，增強NOMA系統抵御潛在靜默竊聽的能力，尤其是在竊聽信道質量優于合法用戶信道質量的情況下，提升系統的物理層安全性能，可用于異構蜂窩網等用戶密度較高的移動通信系統中的安全傳輸。

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，特別涉及一種異構網NOMA物理層安全傳輸方法，可用于異構蜂窩網等用戶密度較高的移動通信系統中的安全傳輸。

背景技術

由于用戶數量和數據流量的不斷增加，移動通信網絡發展形成了異構蜂窩網和密集異構蜂窩網等形式，以提升頻譜資源與空間資源的重用率。與此同時，為了在頻譜資源稀缺的條件下進一步滿足飛速增長的移動業務需求，非正交多址(NOMA)技術越來越受到業界的重視。NOMA技術的基本思想是在發送端采用非正交發送，主動引入干擾信息，在接收端通過串行干擾刪除(Successive Interference Cancellation,SIC)實現正確解調。該技術的本質是通過提升接收端的復雜度以換取頻譜效率。NOMA技術的子信道傳輸依然采用正交頻分復用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技術，子信道之間正交互不干擾，但一個子信道不再只分配給一個用戶，而是由多個用戶共享。同一子信道上不同用戶之間非正交傳輸所產生的用戶間干擾問題，需要在接收端采用SIC技術進行多用戶檢測。在發送端，對同一子信道上的不同用戶采用功率復用技術進行發送，不同用戶的信號功率按照相關的算法進行分配，使得接收端處每個用戶的信號功率都不同。通過SIC技術根據不同戶用信號功率大小按照一定的順序進行干擾消除，實現正確解調，同時也達到了區分用戶的目的。在異構蜂窩網等用戶密度較高的移動通信系統中應用NOMA技術，將極大提升頻譜資源的利用率。與其他無線通信技術類似，由于無線信道廣播性與開放性特點所帶來的安全問題是NOMA技術推廣和應用過程中的基本問題。傳統的安全技術通常采用上層密鑰加密的手段來保障信息傳輸的安全，單純依賴上層密鑰加密技術，難以充分應對未來網絡多樣化的安全威脅。

近年來興起的物理層安全技術，將無線通信安全保障體系拓展到物理層，與上層密鑰加密技術相補充，能夠構筑更加多方位的無線通信安全保障體系。NOMA技術由于采用非正交發送，主動引入干擾信息，存在一定的天然內生物理層安全特點。雖然NOMA技術所具備的天然內生物理層安全特性能夠對非法竊聽造成一定的困難，卻難以充分應對竊聽信道質量優于合法用戶信道質量時的安全威脅。因此，能夠具備在竊聽信道質量優于合法用戶信道質量的情況下抵御潛在靜默竊聽能力的NOMA物理層安全傳輸方法迫在眉睫。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供一種異構網NOMA物理層安全傳輸方法，提升異構網中NOMA無線傳輸的物理層安全性能，增強NOMA系統抵御潛在靜默竊聽的能力，尤其是在竊聽信道質量優于合法用戶信道質量的情況下。

按照本發明所提供的設計方案，一種異構網NOMA物理層安全傳輸方法，針對運用非正交多址NOMA技術的異構網各個合法用戶，通過配置NOMA服務各合法用戶的信號功率系數，并根據合法用戶位置分布配置零空間人工噪聲分配系數，根據配置的信號功率系數和零空間人工噪聲分配系數進行異構網NOMA物理層安傳輸。

上述的，具體包含如下內容：

A)針對異構網發射端中采用NOMA技術同時服務的所有合法用戶，測量各合法用戶與發射端之間的距離，獲取各合法用戶的位置分布；

B)依據各合法用戶與發射端之間的距離，測量各合法用戶與發射端之間的信道質量；