[發(fā)明專利]一種上行非正交多址的安全傳輸方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010772292.6 | 申請日： | 2020-08-04 |
| 公開（公告）號： | CN111988783B | 公開（公告）日： | 2022-04-22 |
| 發(fā)明（設計）人： | 曹堃銳;丁海洋;陳華梁;荊鋒;李海鵬;辛可為 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍國防科技大學 |
| 主分類號： | H04W12/122 | 分類號： | H04W12/122;H04K3/00 |
| 代理公司： | 西安恒泰知識產權代理事務所 61216 | 代理人： | 王芳 |
| 地址： | 410073 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 上行 正交 安全 傳輸 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種上行非正交多址的安全傳輸方法，用于在存在惡意竊聽者的情況下，選擇合適的友好干擾器并對惡意竊聽者進行干擾，實現(xiàn)用戶對基站的上行NOMA安全傳輸，其特征在于，所述選擇合適的友好干擾器并對惡意竊聽者進行干擾包括如下步驟：
步驟1：獲取基站和能量采集節(jié)點之間及惡意竊聽者的信道狀態(tài)信息，并根據(jù)獲取到的結果選擇多個能量采集節(jié)點中的一個作為友好干擾器；
其中，若沒有獲取到任何信道狀態(tài)信息時，則在所有能量采集節(jié)點中隨機地選擇一個能量采集節(jié)點作為友好干擾器；若獲取到能量采集節(jié)點的信道狀態(tài)信息且沒有獲取到惡意竊聽者的信道狀態(tài)信息時，則選擇發(fā)射功率最大的能量采集節(jié)點作為友好干擾器；若獲取到惡意竊聽者信道狀態(tài)信息時，則選擇能夠最小化惡意竊聽者接收信號信噪比的能量采集節(jié)點作為友好干擾器；
步驟2：步驟1選擇出的友好干擾器向基站和惡意竊聽者發(fā)射人工噪聲偽隨機序列，所述人工噪聲偽隨機序列根據(jù)基站與友好干擾器之間的信道信息產生；
步驟3：基站檢測到人工噪聲偽隨機序列并移除，惡意竊聽者接收到人工噪聲偽隨機序列，受到干擾。
2.如權利要求1所述的上行非正交多址的安全傳輸方法，其特征在于，隨機選擇出的友好干擾器表示為式Ⅰ：
其中，Rr表示隨機選擇出的友好干擾器，Rj表示第j個能量采集節(jié)點，rand{·}表示每個能量采集節(jié)點以等概率被選為干擾器，Δ＝{1,2,...,N}，N表示能量采集節(jié)點的總數(shù)；
發(fā)射功率最大的能量采集節(jié)點作為友好干擾器表示為式Ⅱ：
其中，Rv表示根據(jù)發(fā)射功率最大選擇出的友好干擾器，表示能量采集節(jié)點Rj作為干擾器時發(fā)射人工噪聲的功率且Ej表示能量采集節(jié)點Rj采集到的無線射頻能量且α表示在一個時間幀長T內能量傳輸和信息傳輸兩個階段的時間分配比且α∈(0，1)，η表示能量轉換率，Pb表示基站的發(fā)射功率，表示基站與Rj之間的信道系數(shù)；
能夠最小化惡意竊聽者接收信號信噪比的能量采集節(jié)點作為友好干擾器表示為式Ⅲ：
其中，Ro表示根據(jù)能夠最小化惡意竊聽者接收信號信噪比選擇出的友好干擾器，γe表示惡意竊聽者接收信號的信噪比。
3.一種上行非正交多址的安全傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基站、用戶、多個能量采集節(jié)點和惡意竊聽者，所述用戶在信息傳輸階段執(zhí)行上行NOMA傳輸信息到基站，惡意竊聽者在信息傳輸階段企圖截獲用戶傳輸?shù)男畔?，其特征在于，所述基站包括主控模塊，所述主控模塊用于獲取基站和能量采集節(jié)點之間及惡意竊聽者的信道狀態(tài)信息，并根據(jù)獲取到的信道狀態(tài)信息結果選擇多個能量采集節(jié)點中的一個作為友好干擾器；
所述主控模塊根據(jù)獲取到的信道狀態(tài)信息結果選擇多個能量采集節(jié)點中的一個作為友好干擾器是指：若沒有獲取到任何信道狀態(tài)信息時，則在所有能量采集節(jié)點中隨機地選擇一個能量采集節(jié)點作為友好干擾器；若獲取到能量采集節(jié)點的信道狀態(tài)信息且沒有獲取到惡意竊聽者的信道狀態(tài)信息時，則選擇發(fā)射功率最大的能量采集節(jié)點作為友好干擾器；若獲取到惡意竊聽者信道狀態(tài)信息時，則選擇能夠最小化惡意竊聽者接收信號信噪比的能量采集節(jié)點作為友好干擾器；
所述友好干擾器用于向基站和惡意竊聽者發(fā)射人工噪聲偽隨機序列，所述人工噪聲偽隨機序列依據(jù)基站與友好干擾器之間的信道信息產生。
4.如權利要求3所述的上行非正交多址的安全傳輸系統(tǒng)，其特征在于，隨機選擇出的友好干擾器表示為式Ⅰ：
其中，Rr表示隨機選擇出的友好干擾器，Rj表示第j個能量采集節(jié)點，rand{·}表示每個能量采集節(jié)點以等概率被選為干擾器，Δ＝{1,2,...,N}，N表示能量采集節(jié)點的總數(shù)；
發(fā)射功率最大的能量采集節(jié)點作為友好干擾器表示為式Ⅱ：
其中，Rv表示根據(jù)發(fā)射功率最大選擇出的友好干擾器，表示能量采集節(jié)點Rj作為干擾器時發(fā)射人工噪聲的功率且Ej表示能量采集節(jié)點Rj采集到的無線射頻能量且α表示在一個時間幀長T內能量傳輸和信息傳輸兩個階段的時間分配比且α∈(0，1)，η表示能量轉換率，Pb表示基站的發(fā)射功率，表示基站與Rj之間的信道系數(shù)；
能夠最小化惡意竊聽者接收信號信噪比的能量采集節(jié)點作為友好干擾器表示為式Ⅲ：
其中，Ro表示根據(jù)能夠最小化惡意竊聽者接收信號信噪比選擇出的友好干擾器，γe表示惡意竊聽者接收信號的信噪比。
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