一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种L
‑
DACS系统的时延QoS与传输安全综合评价方法


[0001]本专利技术属于民航通信领域，具体涉及一种
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全综合评价方法
。

技术介绍

[0002]随着民用航空业的不断发展，空中运输流量不断增加，对民航通信系统提出了较高的要求，其中，提供时延
QoS
保障与传输安全保障是民航通信系统的两大重要目标
。L
频段数字航空通信系统
(L
‑
DACS)
作为当前最具竞争力的民航通信系统，有望兼顾时延
QoS
与传输安全保障
。
然而，由于频谱资源紧张，
L
‑
DACS
系统与航空测距系统共享频谱，致使
L
‑
DACS
系统极易受到测距脉冲信号的影响，脉冲干扰环境极大地影响了
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全保障
。
现有无线射频通信中关于时延
QoS
与传输安全保障方面的研究均未考虑脉冲干扰因素
。
[0003]此外，为保证民航系统的稳步运行，
L
‑
DACS
系统承担多种类型业务的传输，各类业务的统计时延
QoS
要求各异，异质时延
QoS
保障与传输安全保障都需要以牺牲
L
‑
DACS
系统传输速率为代价，二者存在性能权衡，如何综合评价异质时延
QoS
与传输安全对
L
‑
DACS
系统的传输速率的影响，是民航通信领域亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全综合评价方法
。
考虑
L
‑
DACS
系统可能受到随机脉冲干扰的影响，本专利技术采用脉冲干扰抑制接收机改善合法用户的传输，并在此基础上，结合信息论与有效容量理论，提供时延和安全双重约束下
L
‑
DACS
系统可达传输速率的闭式表达式
。
[0005]本专利技术提供如下的技术方案：
[0006]一种
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全综合评价方法，其特征在于，包括如下内容：
[0007]步骤
1、
针对
L
‑
DACS
系统易受航空测距仪脉冲干扰的特点，确定脉冲熄灭接收机模型；
[0008]步骤
2、
根据
L
‑
DACS
系统所传输的业务，确定统计时延
QoS
参数；
[0009]步骤
3、
针对任意位置的非法窃听者，采用基于人工噪声的物理层安全方法，分别确定合法用户和窃听者的可达传输速率；
[0010]步骤
4、
综合考虑时延
QoS
和传输安全对
L
‑
DACS
系统传输速率的影响，确定时延和安全双重约束下
L
‑
DACS
系统的可达传输速率
。
[0011]进一步，步骤1中，脉冲熄灭接收机模型通过以下公式确定：
[0012][0013]其中，
|y
b
|
表示合法用户的接收信号幅值，
T
th
表示接收信号的脉冲熄灭阈值，当接
收信号受到航空测距信号干扰时，接收信号幅值大于阈值，此时信号被熄灭；当接收信号未受到脉冲干扰时，接收信号幅值小于等于阈值，此时信号不被抑制
。
[0014]进一步，步骤2中，统计时延
QoS
参数通过以下公式确定：
[0015][0016]其中，
D
和
D
max
分别表示当前
L
‑
DACS
系统所传输的业务的稳态时延和时延界，
Pr{D
＞
D
max
}
表示该业务的时延界违反概率，
θ
为该业务的统计时延
QoS
参数，
μ
为业务的恒定速率，其值取决于排队系统的到达过程和服务过程
。
[0017]进一步，步骤3中，采用基于人工噪声的物理层安全方法后的发送信号为：
[0018][0019]其中，
N
t
为
L
‑
DACS
系统发送端天线数目，
P
t
为
L
‑
DACS
系统的发送功率，
φ
∈[0
，
1]为人工噪声功率分配因子，
s
u
为有用信号，
s
a
为人工噪声信号，
w
是有用信号的归一化波束成形矢量，与合法用户矢量信道方向相同，为人工噪声波束成形矢量，其各列分量组成合法用户矢量信道的零空间的一组基
。
[0020]进一步地，令分别为合法用户与窃听者的信道矢量，采用基于人工噪声的物理层安全方法后，合法用户的可达安全传输速率通过以下公式确定：
[0021][0022]其中，
[0023][0024][0025][0026][0027]其中，
n
b
和
g
b
分别表示合法用户信道的高斯白噪声功率与脉冲干扰噪声功率，服从高斯分布，即
[0028]窃听者的可达安全传输速率通过以下公式确定：
[0029][0030]其中，
[0031][0032][0033]其中，
n
e
和
g
e
分别表示合法用户信道的高斯白噪声功率与脉冲干扰噪声功率，服从高斯分布，即
[0034]进一步，步骤4中，时延和安全双重约束下
L
‑
DACS
系统的可达传输速率通过以下公式确定：
[0035][0036]其中，
p
b
、p
e
分别表示合法用户和窃听者信道中的脉冲干扰存在的概率
。
[0037]本专利技术的有益效果在于：
[0038]本专利技术充分考虑无线通信中的脉冲干扰对
L
‑
DACS
系统时延
QoS
与传输安全保障的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全综合评价方法，其特征在于，包括如下内容：步骤
1、
针对
L
‑
DACS
系统易受航空测距仪脉冲干扰的特点，确定脉冲熄灭接收机模型；步骤
2、
根据
L
‑
DACS
系统所传输的业务，确定统计时延
QoS
参数；步骤
3、
针对任意位置的非法窃听者，采用基于人工噪声的物理层安全方法，分别确定合法用户和窃听者的可达传输速率；步骤
4、
综合考虑时延
QoS
和传输安全对
L
‑
DACS
系统传输速率的影响，确定时延和安全双重约束下
L
‑
DACS
系统的可达传输速率
。2.
根据权利要求1所述的
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全综合评价方法，其特征在于，所述步骤1中，脉冲熄灭接收机模型通过一下公式确定：其中，
|y
b
|
表示合法用户的接收信号幅值，
T
th
表示接收信号的脉冲熄灭阈值，当接收信号受到航空测距信号干扰时，接收信号幅值大于阈值，此时信号被熄灭；当接收信号未受到脉冲干扰时，接收信号幅值小于等于阈值，此时信号不被抑制
。3.
根据权利要求1所述的
L
‑
DACS
系统的时延
QoS
与传输安全综合评价方法，其特征在于，所述步骤2中，统计时延
QoS
参数通过以下公式确定：其中，
D
和
D
max
分别表示当前
L
‑
DACS
系统所传输的业务的稳态时延和时延界，
Pr{D
＞
D
max
}
表示该业务的时延界违反概率，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱磊，徐恒浩，李现国，孙金露，李秀艳，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：