This disclosure describes a defense method against power supply system damage in a wireless energy transmission communication network, including: a user sends a login request signal to a base station, a base station performs channel estimation, allocates a corresponding transmission period for multiple users to notify the user of the allocation result, calculates the first trusted throughput based on channel estimation, and intercepts the allocation result by an attacker during the broadcast allocation result process. When the first trusted throughput reaches the first threshold required by the system, the base station broadcasts the energy signal, and the user receives the energy signal to transmit the data signal in the corresponding transmission period; the base station receives the data signal, calculates the probability of security interruption and the second trusted throughput; monitors the second trusted throughput of the target user, when the second trusted throughput of the target user. Trusted throughput can't reach the second threshold required by the system. Reassigning the transmission period reduces the transmission period of the target user, so as to reduce the impact of the target user on the total throughput and improve the security of the whole system.
【技术实现步骤摘要】
无线能量传输通信网络的破坏供电系统的防御方法及系统
本公开涉及无线通信
,具体涉及一种无线能量传输通信网络的破坏供电系统的防御方法及系统。
技术介绍
无线能量传输通信网络(wirelesspoweredcommunicationnetwork,WPCN)是一种通过采集环境中的信号以获得能量,并将获得的能量应作为用户端的能量供给的通信网络。在现有文献中,还没有明确地应用一种机制来满足无线能量传输通信网络的某些安全要求。例如,在注册期之后,AP(混合接入点或基站,也即发射端)不包括验证发射机标识的附加机制。因此无线能量传输通信网络(WPCN)存在安全漏洞。在无线能量传输通信网络(WPCN)中,基站与用户每完成有一次数据信号传输,主要包括四个阶段即信道估计、时间分配、能量传输和信息传输。其中,安全漏洞可能出现在时间分配阶段。即在时间分配阶段时,无线能量传输通信网络中某个用户(接收端)的能源供应可能被对手(攻击者)破坏。这是因为在时间分配期间,攻击者窃听AP(发射端)发射的时间分配信号,得到所有用户(接收端)的最优时间分配结果。然后选择具有最大数据速率的目标用户并销毁该用户的能源供应。因此无线能量传输通信网络的安全性较差。
技术实现思路
为了解决上述问题,在无线能量传输通信网络(WPCN)中引入物理层认证(PHY)来满足其安全需求。基于物理层认证,可以有目的和有效地控制安全级别。如果WPCN的安全性是主要优先级,则提高认证准确度要求;否则,可以放宽认证的准确度要求。即,本公开是为了解决上述现有问题而完成的,其目的在于提供一种能够有目的和有效地控制安全级别并提高网 ...
【技术保护点】
1.一种无线能量传输通信网络的破坏供电系统的防御方法,是包含基站、用户和会破坏用户供电系统的攻击者的无线能量传输通信网络系统的防御方法,其特征在于,包括:所述用户向所述基站发送登录请求信号,所述基站进行信道估计,基于所述信道估计为多个所述用户分配对应的传输时间段,并将分配结果通过广播形式通知所述用户;基于所述信道估计,计算第一吞吐量、传输概率和连接中断概率,基于所述第一吞吐量、所述传输概率和所述连接中断概率,计算第一可信吞吐量;在所述基站向所述用户广播分配结果过程中,所述攻击者截获所述分配结果并破坏多个所述用户中的目标用户的供电系统;当所述第一可信吞吐量达到所述无线能量传输通信网络系统要求的第一阈值,所述基站向所述用户广播能量信号,所述用户接收所述能量信号,并通过供电系统将所述能量信号转化为发射能量,每个所述用户在相应的传输时间段内向所述基站发射数据信号;所述基站接收所述数据信号,基于所述数据信号计算安全中断概率,基于所述连接中断概率和所述安全中断概率计算联合中断概率,所述基站计算所述目标用户的第二吞吐量、所述传输概率和所述联合中断概率,以计算所述目标用户的第二可信吞吐量;并且监测所述 ...
【技术特征摘要】
2018.09.28 CN 20181114214111.一种无线能量传输通信网络的破坏供电系统的防御方法,是包含基站、用户和会破坏用户供电系统的攻击者的无线能量传输通信网络系统的防御方法,其特征在于,包括:所述用户向所述基站发送登录请求信号,所述基站进行信道估计,基于所述信道估计为多个所述用户分配对应的传输时间段,并将分配结果通过广播形式通知所述用户;基于所述信道估计,计算第一吞吐量、传输概率和连接中断概率,基于所述第一吞吐量、所述传输概率和所述连接中断概率,计算第一可信吞吐量;在所述基站向所述用户广播分配结果过程中,所述攻击者截获所述分配结果并破坏多个所述用户中的目标用户的供电系统;当所述第一可信吞吐量达到所述无线能量传输通信网络系统要求的第一阈值,所述基站向所述用户广播能量信号,所述用户接收所述能量信号,并通过供电系统将所述能量信号转化为发射能量,每个所述用户在相应的传输时间段内向所述基站发射数据信号;所述基站接收所述数据信号,基于所述数据信号计算安全中断概率,基于所述连接中断概率和所述安全中断概率计算联合中断概率,所述基站计算所述目标用户的第二吞吐量、所述传输概率和所述联合中断概率,以计算所述目标用户的第二可信吞吐量;并且监测所述目标用户的所述第二可信吞吐量,当所述第二可信吞吐量超过第二阈值时,所述基站对所述目标用户的数据信号进行解码,所述目标用户的所述第二吞吐量计入总吞吐量,当攻击者破坏所述目标用户的供电系统时,所述安全中断概率急剧上升,所述目标用户的第二可信吞吐量达不到所述系统要求的第二阈值,重新分配传输时间段,减小所述目标用户的对应的传输时间段,以降低所述目标用户对总吞吐量的影响来提高整个系统的安全性。2.根据权利要求1所述的防御方法,其特征在于,所述目标用户为传输时间段最长的用户。3.根据权利要求1所述的防御方法,其特征在于,所述第一可信吞吐量满足下式(Ⅰ):ηi=PTi(1-PCOi)Ri(Ⅰ),所述第二可信吞吐量满足下式(Ⅱ):ηi=PTi(1-PSCOi)Ri(Ⅱ)其中,PT表示所述传输概率,PCO表示所述连接中断概率,Ri表示第i个用户的吞吐量,PSCO表示联合中断概率,且满足4.根据权利要求1所述的防御方法,其特征在于,每个所述用户的所述第一吞吐量或所述第二吞吐量由下式(Ⅲ)计算得到:Ri=(1-ρi)τilog2(1+γi)(Ⅲ),其中,ρi表示安全分配因子,τi表示第i个用户对应的传输时间段的时间分配因子,γi表示在所述基站接收到的瞬时信噪比。5.根据权利要求1所述的防御方法,其特征在于,所述安全中断概率由下式(Ⅳ)计算得到:所述连接中断概率由下式(Ⅴ)计算得到:其中,PD表示检测概率,PFA表示虚警概率,εPD表示来自用户的传输下限,Ri表示第i个用户的吞吐量,εPCO表示通信速率的下限,Ui表示第i个用户。6.一种无线能量传输通信网络的破坏供电系...
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