一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法技术方案

本发明专利技术属于卫星通信领域，具体涉及一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法；该方法包括：首先，构建GEO卫星通信网络；根据GEO卫星通信网络构建系统合法用户和速率最大化的安全波束调度模型；其次，引入椭球模型，构建有界信道不确定性模型；根据系统合法用户和速率最大化的安全波束调度问题和有界信道不确定性模型构建鲁棒安全波束调度模型；求解鲁棒安全波束调度问题，得到波束调度方案；GEO卫星根据波束调度方案进行信息传输；本发明专利技术在保证系统合法用户和速率最大化的同时，与传统算法相比提高了GEO卫星通信系统的安全性和鲁棒性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法


[0001]本专利技术属于卫星通信领域，具体涉及一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法。

技术介绍

[0002]近年来，地球静止轨道(GEO)卫星通信网络被用于实现指定覆盖区域内的连续服务和大规模的用户连接。然而，随着海量物联网设备的急剧增长，频谱资源短缺和信息安全问题日益凸显。波束赋形和人工噪声(AN)技术是提高频谱利用率和解决信息安全的两种主要技术，波束成形技术可以充分利用多天线提供的空间自由度来抑制全频率复用下的波束间干扰，此外，还可以实现信息的定向传输，削弱窃听者对信息的拦截能力。在多窃听者网络中，AN技术在对合法接收者接收质量没有明显影响的情况下，通过降低窃听信道的通信质量来抑制窃听。因此，联合波束赋形和AN技术的波束调度方法可以有效应对基于GEO卫星通信系统中的干扰和窃听问题。
[0003]目前，很多方法对基于GEO卫星通信系统的波束调度进行研究，但仅考虑了理想信道条件下的波束调度优化问题且是多为单播传输。在实际的GEO卫星通信中，传统的单播传输无法满足当前的服务需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法，其特征在于，包括：S1：构建GEO卫星通信网络；S2：根据GEO卫星通信网络构建系统合法用户和速率最大化的安全波束调度模型；S3：引入椭球模型，构建有界信道不确定性模型；S4：根据GEO卫星通信系统合法用户和速率最大化的安全波束调度问题和有界信道不确定性问题构建鲁棒安全波束调度模型；S5：求解鲁棒安全波束调度问题，得到波束调度方案；S6：GEO卫星根据所述波束调度方案进行信息传输。2.根据权利要求1所述的一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法，其特征在于，所述GEO卫星通信网络包括：一个GEO卫星、N个波束、K个合法用户、L个窃听者。3.根据权利要求1所述的一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法，其特征在于，系统合法用户和速率最大化的安全波束调度模型表示为：s.t.C1：||w||2+Tr(Σ)≤P
max
,C3：Σ≥0.其中，R
k
表示第k个合法用户传输速率，表示第k个合法用户的最小传输安全速率，表示第k个合法用户需求的最小传输安全速率，w表示卫星波束赋形矢量，Σ表示人工噪声协方差，P
max
表示卫星的最大发射功率，Tr(
·
)表示矩阵的迹，K表示合法用户个数。4.根据权利要求3所述的一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法，其特征在于，第k个合法用户的最小传输安全速率为：其中，h
k
表示卫星到地面端第k个合法用户的信道矢量，g
l
表示卫星到地面端第l个窃听者的信道矢量，σ
k2
表示合法用户接收端加性高斯白噪声的噪声功率，σ
l2
表示窃听者接收端加性高斯白噪声的噪声功率，上标H表示共轭矩阵。5.根据权利要求4所述的一种基于GEO卫星通信系统的鲁棒安全波束调度方法，其特征在于，卫星到第k个合法用户的信道矢量表示为：其中，表示有关第k个合法用户自由空间损耗的参数，b
k
表示远场波束矢量，r
k
表示雨衰矢量，θ
k
表示信道相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茜竹，雷燕，徐勇军，黄东，李东，叶荣飞，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：