[发明专利]一种通信系统功率分配方法、装置、终端及可读存储介质

说明书

一种通信系统功率分配方法、装置、终端及可读存储介质，功率分配方法包括获取信道状态信息，利用二分法在区间中寻找t_op；参数t_op为参数t的最佳取值，参数t为所构造的与保密中断概率有关的目标函数；然后依据确定的参数计算S个并行子信道的发送功率，完成功率分配。本发明同时提供了实现该方法的一种装置、终端及可读存储介质。本发明将关于并行子信道功率分配的S维优化问题转化为对t_op的一维搜索问题，简化了求解过程。在求解t_op的过程中采用二分法进行一维搜索，由此形成的两层一维搜索算法具有很低的复杂度，利用本发明能够在给定保密速率的情况下降低保密中断概率。

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种通信系统功率分配方法、装置、终端及可读存储介质。

背景技术

无线通信技术的发展使通信的有效性和可靠性得到进一步增强，人们已经越来越重视无线通信中的信息安全问题。由于电磁波的广播特性是无线通信中信息泄露问题的根源，因此，增强无线通信保密性的一个关键点是保障信息在物理层的安全传输。鉴于此，作为对传统加密技术有力补充的物理层安全传输技术引起了研究人员的广泛关注。

现有对物理层安全传输技术的研究大多是基于窄带无线通信开展的，随着通信带宽的不断增加，实际中的很多无线信道具有频率选择性衰落特性，因而十分有必要探索宽带无线通信中的物理层安全传输方案。具体来说，需要研究无线OFDM系统中各并行子信道的资源分配问题，制定合理的发送功率分配方案，以提高系统的物理层安全性能。

针对单天线收发的场景，2014年6月在IEEE International Conference onCommunications上发表的题为“Resource Allocation for Secret Transmissions onParallel Rayleigh Channels”的文章提出了名为CAS(子信道统一编码)与CPS(子信道独立编码)的两种并行子信道模型，并分别讨论了这两种并行子信道的资源分配问题。其后，2014年11月在IEEE Transactions on Information Forensics and Security,VOL.9,NO.11上发表的“Secrecy Transmission on Parallel Channels:Theoretical Limitsand Performance of Practical Codes”通过研究保密中断概率约束下的保密速率最大化问题，进一步研究了CAS与CPS两种并行子信道模型的资源分配问题。考虑到上述研究工作对CPS并行子信道下保密中断的定义太过严苛，2018年在IEEE International Conferenceon Communications Workshops上发表的题为“Secrecy CPS Transmission Scheme forSlow Fading Independent Parallel Wiretap Channels with New SOP Constraint”的文章重新考虑了CPS模型下的保密中断问题，提出了一种合理、实用的保密中断概率约束，并在此基础上进一步研究了保密中断概率约束下的保密速率最大化问题，给出了一系列次优解。

以上文章着重关注于保密中断概率约束下的保密速率最大化问题，所给出的方案也都较为繁琐，无法在实际通信中得到有效应用。事实上，在实际的通信过程中，保密速率一般是预先设定好的，此时以最小化保密中断概率为目标确定功率分配方案更具实际意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中宽带无线OFDM通信系统物理层安全传输方法繁琐，难以实际应用的问题，提供一种通信系统功率分配方法、装置、终端及可读存储介质，实现在给定保密速率的情况下降低保密中断概率，实施简便高效，能满足通信的实时性要求。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种通信系统功率分配方法，包括以下步骤：