全双工电力线载波通信双人工噪声安全传输机制

作     者：张佳瑞 刘晓胜 徐殿国 ZHANG Jiarui;LIU Xiaosheng;XU Dianguo

作者机构：哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2023年第47卷第13期

页      面：190-199页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51677034) 

主　　题：电力线载波通信 物理层安全 全双工 人工噪声 

摘      要：由于信道的广播特性,电力线载波通信(PLC)极易受到窃听攻击。传统基于全双工(FD)的安全传输方案中只有接收端发射人工噪声(AN),在窃听方更靠近发射端时安全性能衰退。为了保障安全性,文中针对具有信道相关性的单入单出PLC系统提出了一种基于FD的双AN安全传输机制,该机制分为两阶段:第1阶段,合法收发端利用FD技术同时发射独立AN;第2阶段为机密信号传输阶段,发射端利用第1阶段的AN信号加密机密信号,接收端利用FD技术在接收信号的同时发射AN。在非独立同分布的对数正态衰落信道下对系统平均安全容量、安全中断概率、安全吞吐量进行理论分析,确定功率分配系数,并进行仿真验证。结果表明,所提方案对主信道时变性、主信道与窃听信道间的相关性具有鲁棒性。与传统基于FD的安全传输方案相比,所提方案在窃听方更靠近发射端时仍能提供较高的安全吞吐量。