一种MIMO-NOMA系统在近场场景下的物理层安全优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种MIMO‑NOMA系统在近场场景下的物理层安全优化方法及系统，该方法引入一个近场MIMO‑NOMA下行链路系统模型，该系统模型包括一个基站BS、两个合法用户U<subgt;1</subgt;和U<subgt;2</subgt;、一个潜在的外部窃听者Eve，给U<subgt;2</subgt;分配较多的功率，U<subgt;2</subgt;直接进行解调，然后U<subgt;1</subgt;先解调出U<subgt;2</subgt;的信号再解调自己的信号，得出U<subgt;1</subgt;、U<subgt;2</subgt;的解调信噪比，外部窃听者Eve对合法用户U<subgt;1</subgt;、U<subgt;2</subgt;的信号进行窃听，得到窃听信噪比；定义该系统中合法用户的安全速率和窃听者的窃听速率；安全速率和窃听速率之间的正差定义为系统对合法用户的保密能力，根据用户的服务需求构造并求解优化方程。对上述系统模型进行仿真，结果表明在近场场景中采用NOMA技术可以显著提升保密速率，特别是在较高的传输功率下，同时增加天线数量也能少量提高保密速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信，特别涉及一种mimo-noma系统在近场场景下的物理层安全优化方法及系统。

技术介绍

1、为了支持大规模设备连接并提升频谱效率(se)，高效的下一代多址接入技术对于6g至关重要。noma技术以其较高的兼容性和灵活性，成为了一个极具潜力的解决方案。

2、“s.pakravan et al.,"physical layer security fornoma systems:requirements,issues,and recommendations."(2023).”一文中提出，与传统的正交多址接入(oma)形成鲜明对比的是，noma技术的核心在于允许多个用户共享同一资源块，通过在用户之间引入可控的多址干扰(mai)，并在接收端通过连续干扰消除(sic)，逐步消除多址干扰，以实现对用户信号的解码。

3、当多个用户共享同一资源块，可能带来信息保密性的风险。在这种背景下，物理层安全(pls)作为传统加密技术的有力补充，通过利用无线信道的物理特性(如干扰、衰落、噪声等)来确保通信的保密性，而无需依赖复杂的密钥管理系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种MIMO-NOMA系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1述的MIMO-NOMA系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于：步骤S1中所述基站BS、所述合法用户U1和U2都采用均匀线性阵列ULA，其中所述基站BS配备M根天线，所述用户U1配备M1根天线，所述用户U2配备M2根天线，所述窃听者Eve配备单天线。

3.根据权利要求2述的MIMO-NOMA系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于，步骤S1具体包括：在一个基站BS、两个合法用户U1、U2和一个潜在的外部窃听者Eve组成的下行链路通信...

【技术特征摘要】

1.一种mimo-noma系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1述的mimo-noma系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于：步骤s1中所述基站bs、所述合法用户u1和u2都采用均匀线性阵列ula，其中所述基站bs配备m根天线，所述用户u1配备m1根天线，所述用户u2配备m2根天线，所述窃听者eve配备单天线。

3.根据权利要求2述的mimo-noma系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于，步骤s1具体包括：在一个基站bs、两个合法用户u1、u2和一个潜在的外部窃听者eve组成的下行链路通信系统中，基站bs发射一个复用信号x＝f1s1+f2s2，其中s1为用户u1所需的信息，s2为用户u2所需的信息，是发射端波束成形向量；

4.根据权利要求3所述的mimo-noma系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于，步骤s1还包括：获得合法用户u1的解调信噪比为合法用户u2的解调信噪比为外部窃听者eve对合法用户u1、u2的窃听信噪比分别为其中w1h、w2h、h3h表示接收端波束成形向量，σ1、σ2、σ3表示加性高斯白噪声的噪声功率谱密度。

5.根据权利要求4所述的mimo-noma系统在近场场景下的物理层安全优化方法，其特征在于：所述合法用户u1、u2的安全速率分别为和其中所述窃听者eve的窃听速率为和

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：章磊，刘学育，
申请(专利权)人：湖北理工学院，
类型：发明
国别省市：