[發明專利]一種RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡安全傳輸的方法

有效

• 申請號: 202011180979.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112272183B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 趙響;孫晉永;覃勇;喬佳佳;孫宇
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L41/142;H04L12/64
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 童世鋒

本發明公開了一種RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡安全傳輸的方法，室內頂部配置一個光接入點，在其正下方的桌面上有一個中繼節點。光接入點的光波束最遠可覆蓋至圓桌面的邊緣。因此，地面上的NOMA用戶無法直接收到光接入點發出的信號。于是，便利用中繼節點，其經光電轉換后將電信號中繼傳輸至可重構智能表面（RIS）；然后RIS將信號反射給NOMA用戶，此過程中竊聽節點會竊聽用戶的信息。在分析光無線鏈路和射頻無線鏈路信道統計特性基礎上，分別獲得放大轉發和譯碼轉發傳輸時VLC/RF混合網絡的安全中斷概率和嚴格正安全容量。仿真驗證本發明所提安全傳輸方法的性能與反射元面數目、室內布局、光接入點特性以及射頻傳輸特性有關。

技術領域

本發明涉及光無線通信和射頻無線通信技術領域，具體涉及一種RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡安全傳輸的方法。

背景技術

隨著大規模互聯和高速通信需求的不斷增長，學術界和工業界展開了基于非正交多址接入(NOMA)的可見光通信(VLC)網絡的研究，與傳統的基于正交多址接入(OMA)的VLC相比，它可以利用現有的室內基礎設施，同時提供照明和高速通信，支持海量用戶接入網絡，并提供優越的頻譜效率。然而，NOMA-VLC僅限于室內短距離且有限覆蓋范圍的應用，僅適用于收發設備之間的視線(LoS)鏈路傳輸。

解決該挑戰的有效方法是采用NOMA使能的可見光/射頻(RF)混合網絡，利用RF無線通信技術的非視距(NLoS)傳播特性進行泛在覆蓋，利用NOMA-VLC實現海量用戶接入和高速通信，進一步提高用戶的業務質量(QoS)。這種VLC/RF混合網絡在網絡吞吐量、用戶公平性、覆蓋率、能效和中斷概率等方面已經被證明遠優于獨立網絡。

在VLC/RF混合網絡中，信息通過無線鏈路(無論是光無線鏈路還是射頻無線鏈路)傳輸，信息泄漏是難免的。竊聽者可以竊聽發送給合法用戶的信息。物理層安全技術，利用無線信道的差異性來區分不同接收者，為合法用戶設計安全傳輸方案，在物理層直接保證其信息安全傳輸。這種技術不僅為防御竊聽攻擊提供了第一道防線，而且是傳統加密安全技術的一個有效補充。目前對VLC/RF混合網絡物理層安全的研究主要集中在單個合法用戶上，不滿足實際的無線通信應用。因此，研究NOMA使能的VLC/RF混合網絡的物理層安全勢在必行。物理層安全性能的確定將用以設計優化多用戶VLC/RF混合網絡的參數。

另一方面，可重構智能表面(RIS)輔助的無線通信技術在近兩年引起了廣泛的關注。RIS是由許多智能反射元面組成的無源的軟件控制的超材料表面。在RIS輔助下，無線通信可以以非常低的功耗極大地提高數據傳輸速率。此外，RIS配置復雜度低，易于部署在室外或室內空間。基于這些特點，最近RIS被引入到物理層安全研究中。在RIS輔助的射頻無線通信系統中，已有研究人員展開單個用戶的安全速率率最大化和安全中斷概率研究，以及多用戶的最小安全速率最大化、系統和安全速率最大化研究。最近，還出現了對RIS輔助的毫米波和太赫茲系統的物理層安全研究。然而，截止目前仍未發現關于RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡的物理層安全研究。

綜上所述，研究RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡的安全傳輸方法具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對NOMA使能VLC/RF混合網絡中的安全問題，而提供一種RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡安全傳輸的方法。

實現本發明目的的技術方案是：

一種RIS輔助的NOMA使能VLC/RF混合網絡安全傳輸的方法，包含如下步驟：