针对无人机基站空对地通信链路易受窃听攻击的问题,提出一种基于隐蔽信息映射的广义空间方向调制系统(covert information mapped-generalized spatial and direction modulation,CIM-GSDM),将信息隐藏于激活接收机子集的索引及其选择...针对无人机基站空对地通信链路易受窃听攻击的问题,提出一种基于隐蔽信息映射的广义空间方向调制系统(covert information mapped-generalized spatial and direction modulation,CIM-GSDM),将信息隐藏于激活接收机子集的索引及其选择组合中,引入与合法方信道正交的人工噪声干扰窃听方。为进一步提升系统的传输安全性,研究提出了预编码矩阵和功率分配因子联合优化框架,通过有效管理多波束传输和人工噪声的功率分配,增强系统安全性。首先,推导基于系统安全速率的物理层安全性指标,以此为优化目标,联合优化预编码矩阵和人工噪声功率分配因子。为解决该非凸的联合优化问题,考虑交替优化2个变量,提出基于Nesterov下降的自然梯度下降法,通过快速迭代更新预编码矩阵,解决CIM-GSDM符号候选集规模较大带来的计算复杂度问题。基于合法方信噪比与窃听方干信噪比的乘积最大化准则,推导出功率分配因子的次优闭式解。仿真结果表明,所提优化算法在保证合法方可达到的速率前提下,显著降低窃听方的窃听速率,有效保证CIM-GSDM系统的传输安全性。相比传统波束成形算法及固定功率分配因子的方法,提出算法在安全性能上具有显著优势。展开更多
文摘针对无人机基站空对地通信链路易受窃听攻击的问题,提出一种基于隐蔽信息映射的广义空间方向调制系统(covert information mapped-generalized spatial and direction modulation,CIM-GSDM),将信息隐藏于激活接收机子集的索引及其选择组合中,引入与合法方信道正交的人工噪声干扰窃听方。为进一步提升系统的传输安全性,研究提出了预编码矩阵和功率分配因子联合优化框架,通过有效管理多波束传输和人工噪声的功率分配,增强系统安全性。首先,推导基于系统安全速率的物理层安全性指标,以此为优化目标,联合优化预编码矩阵和人工噪声功率分配因子。为解决该非凸的联合优化问题,考虑交替优化2个变量,提出基于Nesterov下降的自然梯度下降法,通过快速迭代更新预编码矩阵,解决CIM-GSDM符号候选集规模较大带来的计算复杂度问题。基于合法方信噪比与窃听方干信噪比的乘积最大化准则,推导出功率分配因子的次优闭式解。仿真结果表明,所提优化算法在保证合法方可达到的速率前提下,显著降低窃听方的窃听速率,有效保证CIM-GSDM系统的传输安全性。相比传统波束成形算法及固定功率分配因子的方法,提出算法在安全性能上具有显著优势。
