CN106571837A - 一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法 - Google Patents

一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，系统设定一个干扰功率阈值，根据干扰功率阈值和各干扰发射机到合法接收用户的干扰强度选择干扰发射机进行激活，若某干扰发射机到合法接收用户的干扰强度高于干扰功率阈值，则该干扰发射机不被激活，不发射干扰信号，反之，若某干扰发射机到合法接收用户的干扰强度低于干扰功率阈值，则该干扰发射机被激活，发送干扰信号。本发明具有合法用户与干扰发射机间交互信息量少，可显著降低干扰发射机对合法用户干扰等优点。

Description

一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法
技术领域
本发明涉及无线通信中安全传输技术，尤其是指一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法。
背景技术
移动数据业务的爆炸性增长使得无线通信系统快速发展。然而，由于无线通信的广播特性，无线通信系统始终面临着被窃听的风险。传统上，无线通信的安全性都是基于应用层的算法保密(例如data encryption standard,DES算法和RSA算法)，独立于物理层技术。但是近年来，物理层安全技术逐渐被学术界接受，并得到大量研究。物理层安全技术的原理基于香农信息论。当合法用户之间的互信息量高于窃听者窃听得到的互信息量(或者简单地说，合法节点之间的通信信噪比高于窃听者的窃听信噪比)，物理层安全技术在理论上能保证一定速率的绝对安全传输。所以，实现物理层安全技术的关键之一是，如何实现合法节点之间的通信信噪比高于窃听信噪比。利用友好的(friendly)干扰发射机(jammer)干扰潜在窃听者是一种可行有效的物理层安全方案。但是，干扰发射机的使用存在以下问题：1.窃听者的位置一般是未知的，如何布设和选择干扰发射机才能有效干扰窃听者；2.干扰发射机在干扰窃听者的同时也会污染合法节点接收到的信号。针对第一个问题，现有的方案多采用均匀布设干扰发射机的方式，扩大干扰覆盖区域。然而在这样的布设和选择方案下，对合法用户产生严重干扰的干扰发射机也可能被激活，降低系统性能。针对第二个问题，现有的方案多借助干扰发射机的波束赋形能力(单干扰发射机配置多天线系统或多发射机组成分布式天线系统)来抑制对合法用户的干扰。然而，这种方案依然存在两方面的不足：1.为实现有效的干扰抑制，干扰发射机相互之间、与合法用户之间需要交换大量的信道信息，开销巨大；2.干扰发射机的成本大大提高。本发明针对现有方案的问题提出一种简单有效的干扰发射机选择方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种简单有效的无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，该方法是一种根据干扰发射机对合法用户产生的干扰强度进行干扰发射机选择，以降低合法用户受到的干扰。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，所述无线通信系统包括合法用户和多个干扰发射机，所述合法用户是指基站与用户或是指用户与用户；该干扰发射机选择方法包括以下步骤：
1)合法用户与干扰发射机进行信令交互，合法用户通知各干扰发射机功率检测参考信号的发射功率，并设定干扰功率阈值；
2)合法用户发送功率检测参考信号；
3)干扰发射机接收参考信号，检测接收功率强度；
4)干扰发射机根据参考信号接收功率计算干扰强度，若干扰功率低于干扰功率阈值，干扰发射机被激活，若干扰功率高于干扰功率阈值，干扰发射机不被激活；
5)合法用户之间开始信息传输，同时激活的干扰发射机发送随机干扰。
所述合法用户与干扰发射机间发送的参考信号为完全正交的序列或具有白噪声特性的伪随机序列。
本发明所提供的另一种技术方案为：一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，所述无线通信系统包括合法用户、干扰发射机控制中心及多个干扰发射机，所述合法用户是指基站与用户或是指用户与用户；该干扰发射机选择方法包括以下步骤：
1)干扰发射机控制中心与合法用户进行信令交互，协商干扰功率阈值；
2)干扰发射机控制中心指令各干扰发射机发送特定参考信号，合法用户检测干扰功率；
3)合法用户上报检测到的各干扰发射机的干扰功率；
4)干扰发射机控制中心根据用户上报的干扰功率和干扰功率阈值，决定干扰发射机激活情况；
5)合法用户开始信息传输，干扰发射机控制中心指令被激活干扰发射机发送随机干扰。
所述干扰发射机控制中心与合法用户间发送的参考信号为完全正交的序列或具有白噪声特性的伪随机序列。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明根据干扰发射机到合法用户的干扰强度进行干扰发射机的选择，能有效降低合法用户的性能劣化，同时对潜在的窃听者维持有效的干扰。
2、本发明可同时试用于多天线干扰发射机和单天线干扰发射机，有效降低系统布设成本。
3、本发明简单有效，节点之间交互开销小。
附图说明
图1为实施例1的无线通信系统示意图。
图2为实施例1的定位方案流程示意图。
图3为实施例2的定位方案流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本实施例的无线通信系统包括合法用户和多个干扰发射机，这里的合法用户可以是指基站与用户，也可以是指用户与用户。如图2所示，该系统的干扰发射机选择方法包括以下步骤：
步骤S101:合法用户与干扰发射机进行信令交互，合法用户通知各干扰发射机功率检测参考信号的发射功率，并设定干扰功率阈值；
步骤S102:合法用户发送功率检测参考信号；
步骤S103:干扰发射机接收参考信号，检测接收功率强度；
步骤S104:干扰发射机根据参考信号接收功率计算干扰强度，若干扰功率低于干扰功率阈值，干扰发射机被激活，若干扰功率高于干扰功率阈值，干扰发射机不被激活；
步骤S105:合法用户之间开始信息传输，同时激活的干扰发射机发送随机干扰。
合法用户与干扰发射机间发送的参考信号可以是完全正交的序列，也可以是数字通信系统中常用的具有白噪声特性的伪随机序列。
实施例2
本实施例的无线通信系统包括合法用户、干扰发射机控制中心及多个干扰发射机。如图3所示，该系统的干扰发射机选择方法包括以下步骤：
步骤S101:干扰发射机控制中心与合法用户进行信令交互，协商干扰功率阈值；
步骤S102:干扰发射机控制中心指令各干扰发射机发送特定参考信号，合法用户检测干扰功率；
步骤S103:合法用户上报检测到的各干扰发射机的干扰功率；
步骤S104:干扰发射机控制中心根据用户上报的干扰功率和干扰功率阈值，决定干扰发射机激活情况；
步骤S105:合法用户开始信息传输，干扰发射机控制中心指令被激活干扰发射机发送随机干扰。
干扰发射机控制中心与合法用户间发送的参考信号可以是完全正交的序列，也可以是数字通信系统中常用的具有白噪声特性的伪随机序列。
由上述本实施例1、2的具体实现可见，本发明无需上报具体的信道信息，交互量少，并可显著降低干扰发射机对合法用户干扰，值得推广。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，其特征在于：所述无线通信系统包括合法用户和多个干扰发射机，所述合法用户是指基站与用户或是指用户与用户；该干扰发射机选择方法包括以下步骤：
1)合法用户与干扰发射机进行信令交互，合法用户通知各干扰发射机功率检测参考信号的发射功率，并设定干扰功率阈值；
2)合法用户发送功率检测参考信号；
3)干扰发射机接收参考信号，检测接收功率强度；
4)干扰发射机根据参考信号接收功率计算干扰强度，若干扰功率低于干扰功率阈值，干扰发射机被激活，若干扰功率高于干扰功率阈值，干扰发射机不被激活；
5)合法用户之间开始信息传输，同时激活的干扰发射机发送随机干扰。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，其特征在于：所述合法用户与干扰发射机间发送的参考信号为完全正交的序列或具有白噪声特性的伪随机序列。
3.一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，其特征在于：所述无线通信系统包括合法用户、干扰发射机控制中心及多个干扰发射机，所述合法用户是指基站与用户或是指用户与用户；该干扰发射机选择方法包括以下步骤：
1)干扰发射机控制中心与合法用户进行信令交互，协商干扰功率阈值；
2)干扰发射机控制中心指令各干扰发射机发送特定参考信号，合法用户检测干扰功率；
3)合法用户上报检测到的各干扰发射机的干扰功率；
4)干扰发射机控制中心根据用户上报的干扰功率和干扰功率阈值，决定干扰发射机激活情况；
5)合法用户开始信息传输，干扰发射机控制中心指令被激活干扰发射机发送随机干扰。
4.根据权利要求1所述的一种无线通信系统基于干扰强度的干扰发射机选择方法，其特征在于：所述干扰发射机控制中心与合法用户间发送的参考信号为完全正交的序列或具有白噪声特性的伪随机序列。
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