The invention discloses a dynamic deployment method of low altitude mobile base station to enhance the security of wireless network physical layer. The method establishes the coordinate system with the ground user as the origin of the coordinate. The aerial platform locates the eavesdropper and obtains the position of the eavesdropper relative to the origin of the coordinate. Then it establishes the mathematical problem of optimizing the position of the aerial platform under the constraints of flight airspace, and solves the problem step by step based on the geometric attributes and equivalent transformation of the problem. The method of solving the problem is to obtain the optimal flight altitude first, then simplify the problem into quadratic fractional programming, then transform it into quadratic programming equivalently, then transform it into semi-definite relaxation problem equivalently, and finally into a convex semi-definite programming, which can be solved by semi-definite programming algorithm. The present invention transforms a complex non-convex dynamic location optimization problem into a simple convex semi-definite programming problem. The solution steps given are simple and easy to implement, and the probability of non-zero security rate can be significantly improved.
【技术实现步骤摘要】
增强无线网络物理层安全的低空移动基站动态部署方法
本专利技术主要涉及通信
,具体涉及一种增强无线网络物理层安全的低空移动基站动态部署方法。
技术介绍
由于可以按需部署的特点,以及较低的部署成本,基于低高度的空中基站实现蜂窝移动通信,已经在商业通信领域有着广泛的应用,例如应急响应、搜索救援、减轻基站流量负荷、自然灾害后的通信服务迅速重建等。然而,这种通信方式的广泛应用面临着一个重要问题——信息安全,即如何保护私密信息不被窃听。为了应对该问题,物理层安全被认为是一种非常有前景的技术。物理层安全能够通过实时的优化设计,来灵活地调整传输策略,以匹配信道的瞬时变化,从而提高信息安全。在物理层安全中,大量的文献假设通信节点位置是固定的,安全传输策略设计没有考虑节点位置相对变化对系统安全性能的影响。然而,通信节点位置的合理部署可以带来显著的保密性能提升。比如,在无人机无线通信网络中,通过优化无人机的航迹来应对信息安全挑战,例如通过联合优化无人机的飞行轨迹和发射功率来最大化系统的保密传输速率。另外,可以通过优化无人机的三维空间位置和干扰功率来最大化截获概率安全域,从而提升系统的安全性能。还可以联合优化无人机的航迹和源/中继节点的发送功率,来提升无人机协作中继网络的保密传输速率。上述这些工作都是通过对移动节点位置的优化部署来尽可能地提升不同场景下的无线通信系统的实时保密传输速率,需要发送端知道合法信道和窃听信道的精确信道状态信息。然而,精确的信道状态信息,特别是窃听者的信道状态信息在很多情况下是很难获取的,在这种情况下,实时地优化保密速率来提高信息安全是不可行的。专利 ...
【技术保护点】
1.增强无线网络物理层安全的低空移动基站动态部署方法,其特征在于,以地面用户为坐标原点建立坐标系,窃听者位置记为(xe,ye,0),空中平台位置记为(x,y,z),空中平台对地面的窃听者进行定位,获得其相对于坐标原点的位置;然后,对空中平台进行实时位置优化,来最大化系统的非零保密传输概率,从而尽可能地提高系统保密传输的可能性;具体包括以下步骤:(1)建模数学问题建模如下数学问题:
【技术特征摘要】
1.增强无线网络物理层安全的低空移动基站动态部署方法,其特征在于,以地面用户为坐标原点建立坐标系,窃听者位置记为(xe,ye,0),空中平台位置记为(x,y,z),空中平台对地面的窃听者进行定位,获得其相对于坐标原点的位置;然后,对空中平台进行实时位置优化,来最大化系统的非零保密传输概率,从而尽可能地提高系统保密传输的可能性;具体包括以下步骤:(1)建模数学问题建模如下数学问题:其中:ps表示Rayleigh信道衰落下的非零保密容量的概率,x2+y2≤r2表示空域边界在水平面的投影;zmin≤z≤zmax表示空中平台的最低和最高飞行高度限制;α是路径损耗指数;上述问题可等价为(2)对上述问题进行求解,具体求解步骤如下:Step1求得最佳飞行高度:空中平...
【专利技术属性】
技术研发人员:王东,赵温波,张明义,王涛,黄克明,李猛,王刘军,
申请(专利权)人:中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院,
类型:发明
国别省市:安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。