[发明专利]一种计及物理层安全的设备间通信资源共享方法

摘要

本发明公开了一种计及物理层安全的设备间通信资源共享方法：首先，基站利用下行广播链路与多个CU（cellular user）建立通信链路，同时，多个DU(D2D user)向基站发起设备间通信请求；其次，基站利用TDD系统上下行信道的互易性，通过信道估计获得其到CU和DU的传输信道系数；并通过反馈信道将基站到DU和DU到CU的干扰信道信息发送给基站；最后，为防止DU潜在的恶意窃听行为，基站将根据信道信息按照本发明公开的计及物理层安全的资源共享方法为多个DU分配频段资源，同时控制DU和CU的发送功率，使得最大化所有DU频谱利用率之和的同时保证CU与基站之间的下行安全通信速率不低于一个预设值。

主权项

一种计及物理层安全的设备间通信资源共享方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：1) 基站将下行信号广播给C个CU，同时有D个DU发出建立直接通信请求，分别用下与标识；基站到第c个CU的下行安全通信速率不低于；2) 基站广播下行信号的总功率与任一DU复用多个下行频段可用的总功率分别记为与；采用离散二元变量表示第d个DU复用第c个CU的下行频段指示标量，若第d个DU复用第c个CU的下行频段，则，否则，；基站将第c个CU的归一化信道系数记为；当第d个DU共享第c个CU的下行频段时()，将第d个DU发送端到接收端的归一化信道系数记为，将第d个DU发送端到第c个CU的归一化信道系数记为，将基站到第d个DU接收端的归一化信道系数记为；3）所有DU向基站提出建立本地连接请求，并请求基站将CU的下行频段分配给DU用于本地通信，并将相应的物理层参数告知DU，且DU之间采用正交方式复用这些下行频段；由于DU获得了接入下行频段的权限及相应参数，那么由于无线信号的广播特性，DU完全可以接收并窃取到已复用频段上合法CU的私有数据，这就从物理层角度上给CU的安全特性带来很大威胁；基站根据2）中所述获得的四类信道信息，充分考虑到DU复用频段资源后对CU的物理层安全威胁，计算出符合安全原则的下行频段分配结果，同时还包括CU和DU在共享频段上的最优发送功率，其中，与分别为CU和DU在下行频段上的发送功率变量；采用本专利公开的计及物理层安全的设备间通信资源共享方法不仅保证了CUE下行通信速率，同时最大化所有DU的频率利用率之和，最重要的是从物理层角度彻底杜绝了DU复用频段资源带来的信息安全威胁。