[发明专利]基于共生NOMA系统安全性能设计方法

说明书

本发明提供了一种基于共生NOMA系统安全性能设计方法，包括：构建共生NOMA系统模型，该模型包括主发射机PT，反向散射装备BD以及主接收机PR，其中窃听用户E试图截获PT和BD的信号；控制PT将机密信息和干扰信息混合叠加形成发送信号，并将发送信号发送出；BD反向散射对发送信号接收生成的接收信号，并将信息c(t)调制到接收信号上之后，向PR发送；BD根据放大因子将接收信号进行放大；推导PR和BD的安全中断概率以及安全容量；优化机密信息和干扰信息分配因子，以使中断概率最小化。本发明在共生NOMA系统中，采用人工噪声技术的情况下，推导出网络的安全中断概率和安全吞吐量，寻求最优的人工噪声分配因子，提高通信系统的安全性能且使用有限的频谱得到高效利用。

技术领域

本发明涉及共生无线电技术领域，具体地，涉及一种基于共生NOMA系统安全性能设计方法。

背景技术

非正交多址(Non-orthogonal multiple access，NOMA)技术是第五代(5thgeneration，5G)蜂窝网络的关键技术创新之一，有可能实现高效频谱效率。

5G的大规模机器通信服务类别支持低功耗、低数据需求的超密集部署连接设备，因此它支持物联网通信。此外，共生无线电(symbiotic radio，SR)技术利用了环境反向散射通信低能量需求的特点，具有实现能量受限的物联网通信的潜力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于共生NOMA系统安全性能设计方法。本发明为提高通信系统的安全性能且使用有限的频谱得到高效利用，将非正交多址技术与共生无线电相结合，在共生NOMA网络中采用了人工噪声技术，推导网络的安全中断概率和安全中断概率来研究系统的安全中断性能，同时采用了连续Hopfield神经网络来寻求最优的人工噪声分配因子以达到系统性能最优。

根据本发明提供的基于共生NOMA系统安全性能设计方法，包括如下步骤：

步骤S1：构建共生NOMA系统模型，该模型包括主发射机PT，反向散射装备BD以及主接收机PR，其中窃听用户E试图截获PT和BD的信号；

步骤S2：控制PT将机密信息和干扰信息混合叠加形成发送信号，并将所述发送信号发送出；

步骤S3：BD反向散射对所述发送信号接收生成的接收信号，并将信息c(t)调制到接收信号上之后，向PR发送；

步骤S4：BD根据放大因子将接收信号进行放大；

步骤S5：推导PR和BD的安全中断概率以及安全容量；

步骤S6：优化机密信息和干扰信息分配因子，以使所述中断概率最小化。

优选地，在步骤S2中PT处的发送信号为：

其中，x₁(t)表示要发送给PR的机密信息，x₂(t)表示要发送给PR用来抵御窃听的干扰信息；p表示PT处的总发送功率；a₁和a₂分别表示x₁(t)和x₂(t)的功率分配系数，a₁+a₂＝1。

优选地，所述干扰信息是一个预设的伪随机信号并且提前存储在PR处用于干扰抵消。

优选地，此时，PR和E接收到的信号分别表示为：