[发明专利]无线能量传输通信网络的破坏供电系统的防御方法及系统

权利要求书

1.一种无线能量传输通信网络的破坏供电系统的防御方法，是包含基站、用户和会破坏用户供电系统的攻击者的无线能量传输通信网络系统的防御方法，其特征在于，

包括：

所述用户向所述基站发送登录请求信号，所述基站进行信道估计，基于所述信道估计为多个所述用户分配对应的传输时间段，并将分配结果通过广播形式通知所述用户；

基于所述信道估计，计算第一吞吐量、传输概率和连接中断概率，基于所述第一吞吐量、所述传输概率和所述连接中断概率，计算第一可信吞吐量；

在所述基站向所述用户广播分配结果过程中，所述攻击者截获所述分配结果并破坏多个所述用户中的目标用户的供电系统；

当所述第一可信吞吐量达到所述无线能量传输通信网络系统要求的第一阈值，所述基站向所述用户广播能量信号，所述用户接收所述能量信号，并通过供电系统将所述能量信号转化为发射能量，每个所述用户在相应的传输时间段内向所述基站发射数据信号；

所述基站接收所述数据信号，基于所述数据信号计算安全中断概率，基于所述连接中断概率和所述安全中断概率计算联合中断概率，所述基站计算所述目标用户的第二吞吐量、所述传输概率和所述联合中断概率，以计算所述目标用户的第二可信吞吐量；并且

监测所述目标用户的所述第二可信吞吐量，当所述第二可信吞吐量超过第二阈值时，所述基站对所述目标用户的数据信号进行解码，所述目标用户的所述第二吞吐量计入总吞吐量，当攻击者破坏所述目标用户的供电系统时，所述安全中断概率急剧上升，所述目标用户的第二可信吞吐量达不到所述系统要求的第二阈值，重新分配传输时间段，减小所述目标用户的对应的传输时间段，以降低所述目标用户对总吞吐量的影响来提高整个系统的安全性。

2.根据权利要求1所述的防御方法，其特征在于，

所述目标用户为传输时间段最长的用户。

3.根据权利要求1所述的防御方法，其特征在于，

所述第一可信吞吐量满足下式(Ⅰ)：

η_i＝P_Ti(1-P_COi)R_i (Ⅰ)，

所述第二可信吞吐量满足下式(Ⅱ)：

η_i＝P_Ti(1-P_SCOi)R_i (Ⅱ)

其中，P_Ti表示第i个用户的传输概率，P_COi表示第i个用户的连接中断概率，R_i表示第i个用户的吞吐量，P_SCOi表示第i个用户的联合中断概率，且满足P_SOi表示第i个用户的安全中断概率，Q(·)表示标准正态分布的尾部概率函数，ε_PFA表示基站允许的虚警概率的上限，ε_PD表示来自用户的传输下限，ε_PCO表示通信速率的下限，ρ_i表示安全分配因子，τ_i表示第i个用户对应的传输时间段的时间分配因子，L_i表示数据信号的信号长度，ε_PT表示设定门限值。

4.根据权利要求1所述的防御方法，其特征在于，

每个所述用户的所述第一吞吐量或所述第二吞吐量由下式(Ⅲ)计算得到：

R_i＝(1-ρ_i)τ_ilog₂(1+γ_i) (Ⅲ)，

其中，ρ_i表示安全分配因子，τ_i表示第i个用户对应的传输时间段的时间分配因子，γ_i表示在所述基站接收到的瞬时信噪比。

5.根据权利要求3所述的防御方法，其特征在于，

所述安全中断概率由下式计算得到：

所述连接中断概率由下式计算得到：

其中，γ_i表示在所述基站接收到的瞬时信噪比。