[發明專利]一種無線攜能安全通信系統的魯棒安全優化設計方法

在審

• 申請號: 202010048078.6
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111263431A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 宋歡歡;文紅;張騰月
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W52/26
• 分類號: H04W52/26;H04W52/34;H04W72/04;H04W72/08;H04W12/02;H04B17/382;H04L25/02;H04B5/00;H04W16/14
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

1.一種無線攜能安全通信系統的魯棒安全優化設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.構建無線攜能安全通信系統的傳輸模型：

授權頻段的邊緣側主用戶設備PT傳輸保密信號到主用戶接收終端PR，系統中K個其他業務訂閱終端在訂閱服務的同時，作為竊聽節點各自竊聽保密信號；未授權頻段的次級ST-SR鏈路通過攜能通信方式實現能量和信息的同時轉移，而且也作為協作信道幫助主用戶收發機提高其安全傳輸性能；假設邊緣側主用戶設備PT、主用戶接收終端PR、邊緣側次級用戶設備ST、次級用戶接收終端SR和第k，個非法終端分別配備N_p，N_r，N_s，1和N_e,k根天線；從邊緣側主用戶設備PT到PR、SR、第k個非法終端之間的獨立共軛復衰落信道分別表示為和從邊緣側次級用戶設備ST到PR、SR和第k個竊聽節點之間的獨立共軛復衰落信道分別表示為和

S2.在安全傳輸開始之前，邊緣側主用戶設備PT和邊緣側次級用戶設備ST同時發射導頻序列到主用戶接收終端PR、次級用戶接收終端SR，導頻序列經過實際信道H_p，h_ps，H_sp，h_s到達接收端PR、SR；

S3.接收終端PR、SR根據導頻序列和接收信號進行信道估計，通過速率受限的量化反饋鏈路，將信道的估計信息反饋到邊緣側主用戶設備PT和邊緣側次級用戶設備ST，得到估計信道和通信節點PT和ST相互協作，均已知合法信道的估計信息；

S4.對于系統存在的K個非法終端，設非法終端是系統其他業務的訂閱者，通信節點PT和ST相互協作，并已知所有非法信道的估計信息

S5.考慮到信道量化誤差通常在一個橢球模型中，邊緣計算設備根據系統的歷史信息建模真實信道信息為：

其中，相關的范數有界信道誤差分別表示為：||E_p||_F≤ε_p，||e_ps||₂≤ε_ps，||E_pe,k||_F≤ε_pe,k，||E_sp||_F≤ε_sp，||e_s||₂≤ε_s和||E_se,k||_F≤ε_se,k；不等式右側的值決定信道不確定范圍的半徑，高精度信道估計器將產生非常小的信道不確定半徑；

S6.邊緣計算設備利用已知的信道信息，設計傳輸的信號；邊緣側主用戶設備PT發射保密信號到主用戶接收終端PR，邊緣側次級用戶設備ST發射公開數據信號和人工噪聲到次級用戶接收終端SR；其中，SR不僅完成公開數據的譯碼，同時作為能量采集器采集能量，為以后的通信儲備能量；

S7.邊緣計算設備在滿足系統服務質量的基礎上，確保一定能達到通信系統的安全要求，邊緣計算設備采取在最小化信道不確定性的情況下，實現無線攜能安全通信系統的最差安全速率最大化；

S8.邊緣計算設備通過凸近似方法和迭代優化算法，求解出無線攜能安全通信系統安全問題的最/次優解。

2.根據權利要求1所述的一種無線攜能安全通信系統的魯棒安全優化設計方法，其特征在于：步驟S7中所述的系統服務質量包括通信系統的發射功率、能量采集、數據傳輸速率和波束成形協方差矩陣的秩。