针对无人机基站空对地通信链路易受窃听攻击的问题,提出一种基于隐蔽信息映射的广义空间方向调制系统(covert information mapped-generalized spatial and direction modulation,CIM-GSDM),将信息隐藏于激活接收机子集的索引及其选择...针对无人机基站空对地通信链路易受窃听攻击的问题,提出一种基于隐蔽信息映射的广义空间方向调制系统(covert information mapped-generalized spatial and direction modulation,CIM-GSDM),将信息隐藏于激活接收机子集的索引及其选择组合中,引入与合法方信道正交的人工噪声干扰窃听方。为进一步提升系统的传输安全性,研究提出了预编码矩阵和功率分配因子联合优化框架,通过有效管理多波束传输和人工噪声的功率分配,增强系统安全性。首先,推导基于系统安全速率的物理层安全性指标,以此为优化目标,联合优化预编码矩阵和人工噪声功率分配因子。为解决该非凸的联合优化问题,考虑交替优化2个变量,提出基于Nesterov下降的自然梯度下降法,通过快速迭代更新预编码矩阵,解决CIM-GSDM符号候选集规模较大带来的计算复杂度问题。基于合法方信噪比与窃听方干信噪比的乘积最大化准则,推导出功率分配因子的次优闭式解。仿真结果表明,所提优化算法在保证合法方可达到的速率前提下,显著降低窃听方的窃听速率,有效保证CIM-GSDM系统的传输安全性。相比传统波束成形算法及固定功率分配因子的方法,提出算法在安全性能上具有显著优势。展开更多
针对认知无线电-非正交多址接入系统开放性带来的通信安全问题,提出一种基于DC(difference of convex)规划的CR-NOMA系统物理层安全方案.在非正交多址(non-orthogonal multiple access,NOMA)通信场景下,构建多用户窃听信道模型,推导出CR...针对认知无线电-非正交多址接入系统开放性带来的通信安全问题,提出一种基于DC(difference of convex)规划的CR-NOMA系统物理层安全方案.在非正交多址(non-orthogonal multiple access,NOMA)通信场景下,构建多用户窃听信道模型,推导出CR-NOMA系统的安全和速率表达式;并设计基于DC的载波功率分配算法,求解子信道功率分配的最优解,提高系统子载波的安全性.仿真结果表明,在不增加基站功率情况下,其安全和速率较OFDMA和NOMA分别提升了35%和10%;在相同安全和速率下,用户数量最大可增加200%.验证了该方案能够有效提升系统物理层安全.展开更多
针对车载无线通信的广播特性以及车辆的高移动性使得系统的安全性难以保障的问题,提出一种非理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)下基于人工噪声(Artificial Noise,AN)和协作干扰辅助的车载通信物理层安全传输机制。利用...针对车载无线通信的广播特性以及车辆的高移动性使得系统的安全性难以保障的问题,提出一种非理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)下基于人工噪声(Artificial Noise,AN)和协作干扰辅助的车载通信物理层安全传输机制。利用一阶高斯马尔可夫过程刻画由于车辆高速移动引起的非理想CSI,通过AN辅助的波束成形以及协作车辆发送干扰噪声的联合,保障合法车载用户数据传输的物理层安全。考虑非理想CSI对合法链路传输和AN泄露的影响,利用随机几何理论推导合法链路安全吞吐量的封闭表达式并进行系统性能分析。通过仿真验证所提机制的有效性。展开更多
文摘针对无人机基站空对地通信链路易受窃听攻击的问题,提出一种基于隐蔽信息映射的广义空间方向调制系统(covert information mapped-generalized spatial and direction modulation,CIM-GSDM),将信息隐藏于激活接收机子集的索引及其选择组合中,引入与合法方信道正交的人工噪声干扰窃听方。为进一步提升系统的传输安全性,研究提出了预编码矩阵和功率分配因子联合优化框架,通过有效管理多波束传输和人工噪声的功率分配,增强系统安全性。首先,推导基于系统安全速率的物理层安全性指标,以此为优化目标,联合优化预编码矩阵和人工噪声功率分配因子。为解决该非凸的联合优化问题,考虑交替优化2个变量,提出基于Nesterov下降的自然梯度下降法,通过快速迭代更新预编码矩阵,解决CIM-GSDM符号候选集规模较大带来的计算复杂度问题。基于合法方信噪比与窃听方干信噪比的乘积最大化准则,推导出功率分配因子的次优闭式解。仿真结果表明,所提优化算法在保证合法方可达到的速率前提下,显著降低窃听方的窃听速率,有效保证CIM-GSDM系统的传输安全性。相比传统波束成形算法及固定功率分配因子的方法,提出算法在安全性能上具有显著优势。
文摘针对认知无线电-非正交多址接入系统开放性带来的通信安全问题,提出一种基于DC(difference of convex)规划的CR-NOMA系统物理层安全方案.在非正交多址(non-orthogonal multiple access,NOMA)通信场景下,构建多用户窃听信道模型,推导出CR-NOMA系统的安全和速率表达式;并设计基于DC的载波功率分配算法,求解子信道功率分配的最优解,提高系统子载波的安全性.仿真结果表明,在不增加基站功率情况下,其安全和速率较OFDMA和NOMA分别提升了35%和10%;在相同安全和速率下,用户数量最大可增加200%.验证了该方案能够有效提升系统物理层安全.
文摘针对车载无线通信的广播特性以及车辆的高移动性使得系统的安全性难以保障的问题,提出一种非理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)下基于人工噪声(Artificial Noise,AN)和协作干扰辅助的车载通信物理层安全传输机制。利用一阶高斯马尔可夫过程刻画由于车辆高速移动引起的非理想CSI,通过AN辅助的波束成形以及协作车辆发送干扰噪声的联合,保障合法车载用户数据传输的物理层安全。考虑非理想CSI对合法链路传输和AN泄露的影响,利用随机几何理论推导合法链路安全吞吐量的封闭表达式并进行系统性能分析。通过仿真验证所提机制的有效性。
