多播传输模式下的卫星通信安全波束成形算法

作     者：林敏 张健 林志 王子宁 郭克锋 欧阳键 LIN Min;ZHANG Jian;LIN Zhi;WANG Zi-ning;GUO Ke-feng;OUYANG Jian

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037 航天工程大学航天信息学院北京101407 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2022年第50卷第1期

页      面：98-105页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 0816[工学-测绘科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：重点国际合作项目(No.61720106003) 上海航天科技创新基金(No.SAST2019-095) 国家自然科学基金(No.61901490) 国防科技大学科研计划项目(No.ZK21-33) 复杂电子系统仿真实验室基础研究课题(No.DXZT-JC-ZZ-2019-009) 

主　　题：卫星通信 物理层安全 波束成形 多播传输 

摘      要：与地面无线通信系统相比,卫星通信的广域覆盖特性使得信息安全传输问题成为该领域更具挑战性的研究课题.为了提升多播传输模式下卫星通信系统的物理层安全性能,本文针对不同信道状态信息(Channel State In⁃formation,CSI)研究了两种安全波束成形(Beamforming,BF)算法.在合法用户和窃听者CSI均准确已知的条件下,提出了基于半正定规划(Semidefinite Program,SDP)和惩罚函数相结合的安全BF算法;在合法用户CSI准确已知但窃听者CSI存在误差的条件下,提出了一种迭代的鲁棒安全BF算法.最后,计算机仿真不仅验证了本文所提BF算法的正确性和有效性,而且展示了所提出的鲁棒算法能够有效地降低信道信息误差对系统安全性能的影响.