当前位置: 首页 > 专利查询>武汉大学专利>正文

全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法及设备技术方案

技术编号:46128230 阅读:11 留言:0更新日期:2025-08-15 20:02
本发明专利技术涉及电力通信系统优化技术,具体涉及全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法及设备,该方法结合全双工技术、时域人工噪声辅助安全策略构建具有中继的多载波电力线通信系统模型;生成安全速率最大化问题,设计一套凸近似方法,进行非凸优化问题的转换和简化;设计迭代求解算法,联合优化源节点机密数据、中继节点机密数据和人工噪声功率分配矩阵;基于求解的功率分配矩阵,优化全双工多载波电力线通信系统物理层安全性能。本发明专利技术的通信方案和求解的功率分配向量,优化电力线通信系统安全性能,不会受到电力线通信系统中输电线缆数的限制,能够实现全发射功率域的安全速率最大化,解决现有多跳电力线通信系统中数据易泄露的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力通信系统优化,尤其涉及全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法及设备


技术介绍

1、电力线通信具有无需额外布线、成本低、覆盖广的优势,已成为智能电网建设中最具前景的通信方式。随着电力线通信技术的普及,为保障电网安全运行和用户隐私,通信安全问题成为重大挑战。物理层安全利用信道的唯一性和随机性保证安全传输,能够从根本上实现安全通信,提高电力通信系统的安全速率。因此,研究电力线通信系统的物理层安全设计和优化方法尤为重要。

2、波束成形和协作干扰能够提升电力线通信物理层安全性能,基于多输入多输出技术能够对机密数据进行波束成形设计,提高安全速率,然而由于电力输电线路的电缆数有限(至多四条),这种空间自由度的稀缺会限制多输入多输出技术波束成形带来的安全增益。结合外部中继发射干扰信号以恶化窃听者接收信号的质量,也能够增强安全性能,但外部中继存在一定的同步性和安全性问题。

3、在发射信号中进行人工噪声设计能够保证物理层安全传输,但传统的人工噪声编码也需要基于空间自由度,会受到电力系统有限电缆的约束,而基于正交频分复用技术中循本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,所述步骤1的电力线通信系统模型中,源节点(Alice)通过中继(R)与目的节点(Bob)进行通信,此过程存在窃听者(Eve)从电力线信道中窃取机密数据,各节点均基于OFDM多载波调制进行通信。本专利技术中的解码转发中继是全双工的,因此会存在残余自干扰信号;为干扰窃听者,基于循环前缀自由度和傅里叶变换技术,中继在转发频域机密数据时会插入时域迫零人工噪声。各节点的接收信号分别表示为:

3.根据权利要求1所述全双工...

【技术特征摘要】

1.全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,所述步骤1的电力线通信系统模型中,源节点(alice)通过中继(r)与目的节点(bob)进行通信,此过程存在窃听者(eve)从电力线信道中窃取机密数据,各节点均基于ofdm多载波调制进行通信。本发明中的解码转发中继是全双工的,因此会存在残余自干扰信号;为干扰窃听者,基于循环前缀自由度和傅里叶变换技术,中继在转发频域机密数据时会插入时域迫零人工噪声。各节点的接收信号分别表示为:

3.根据权利要求1所述全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,步骤2的具体步骤如下:

4.根据权利要求3所述全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,基于系统模型,构建安全速率最大化问题:

5.根据权利要求3所述全双工多载波电力线通信系统物理层安全优化方法,其特征在于,所述对人工噪声功率分配矩阵采...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔政敏余百川丁李
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1