[发明专利]一种星-地混合通信网络下行协同安全传输方法

摘要

本发明公开了一种星‑地混合通信网络下行协同安全传输方法。该方法为：首先构建非理想信道状态信息下，地面基站到卫星合法节点、卫星窃听节点、地面基站节点的信道增益误差模型；然后将信道增益误差模型作为反映非理想信道状态信息下的样本，构建以地面基站最小信干噪比的节点传输速率最大化为目标函数、卫星合法节点的最小信干噪比大于门限值、基站发射功率受限为约束条件的安全传输问题；接着将信干噪比优化问题转换为半正定规划问题，设计优化算法求解得出地面基站波束成形向量；最后地面基站发送信号乘以波束成形向量，实现对卫星窃听节点的最大化协同干扰。本发明降低了网络对信道状态信息误差的敏感性，提高网络的可靠性和保密性。

主权项

1.一种星‑地混合通信网络下行协同安全传输方法，其特征在于，该方法基于的星‑地混合通信网络架构，包括1个配置有单根天线的卫星、1个配置有单根天线的卫星合法节点、1个配置有单根天线的卫星窃听节点、1个配置有N根天线的地面基站、1个配置有单根天线的地面基站节点，其中N是1以上的自然数；设定卫星下行链路与地面基站下行链路共用频段，并且地面基站具备频谱认知能力；该方法包括以下步骤：步骤1，t时刻，卫星和地面基站分别发送信号，卫星合法节点接收卫星发送的信号，卫星窃听节点侦听卫星发送的信号，地面基站节点接收地面基站发送的信号，利用地面基站发送信号对卫星窃听节点进行干扰；步骤2，构建非理想信道状态信息下，地面基站到卫星合法节点、卫星窃听节点、地面基站节点的信道增益误差模型，分别为hp，he，hs；步骤3，地面基站将信道增益误差模型作为反映非理想信道状态信息下的样本，构建以地面基站最小信干噪比的节点传输速率最大化为目标函数、卫星合法节点的最小信干噪比大于门限值、地面基站发射功率受限为约束条件的安全传输问题模型；步骤4，利用函数性质将信干噪比优化问题转换为功率优化问题，并通过变量替换把双层优化问题转换为最大优化问题，利用S‑Procedure原理和半正定松弛原理将优化问题转换成一个半正定规划问题，进而设计优化算法求解得出地面基站波束成形向量w；步骤5，将地面基站发送的信号乘以相应的波束成形向量w，实现对卫星窃听节点的最大化协同干扰。