多跳集群电力线通信网络的物理层安全研究  

Physical Layer Security in Multi-hop Swarm Power Line Communication System

作　　者：孟玮 顾义东 崔佳星 孔政敏[3] MENG Wei;GU Yidong;CUI Jiaxing;KONG Zhengmin(CCTEG Changzhou Research Insititute,Changzhou 213015,China;Tiandi(Changzhou)Automation Co.,Ltd.,Changzhou 213015,China;School of Electrical Engineering and Automation,Wuhan University,Wuhan 430072,China)

机构地区：[1]中煤科工集团常州研究院有限公司,江苏常州213015 [2]天地(常州)自动化股份有限公司,江苏常州213015 [3]武汉大学电气与自动化学院,湖北武汉430072

出　　处：《控制工程》2023年第12期2206-2210,共5页Control Engineering of China

基　　金：天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2020-TD-ZD004);中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金资助项目(2020-ZD005);国家自然科学基金资助项目(62173256)。

摘　　要：研究了具有多跳集群特性的全双工解码转发中继辅助电力通信系统下的物理层安全问题。为保证信号从信源智能体到目的智能体的安全传输,提出一种人工噪声辅助波束成形方法。通过联合优化波束成形矩阵与信源和中继处的人工噪声向量,最大化具有多重功率约束的安全速率。为解决人工噪声辅助波束成形安全问题的非凸优化问题,将其转换为多块凸问题。仿真实验表明,相较于传统方法,所提出的人工噪声辅助安全波束成形方法明显提高了安全速率性能。The physical layer security of a full-duplex decode-and-forward relay-aided swarm multi-hop system is studied.For the sake of confidentiality of signals transmitted from source to destination,an artificial noise(AN)-aided beamforming scheme is proposed.Explicitly,our objective function is that of maximizing the secrecy rate under the transmit power constraints,by jointly optimizing the beamforming matrices and AN vectors at both the source and the relay.To solve the non-convexity of the AN-aided secure beamforming problem,we transform it into multi-block convex problems.As simulation shows,the proposed AN-aided secure beamforming scheme obtains substantial improvement on secrecy performance.

关 键 词：人工噪声 解码转发 物理层安全 群智能 

分 类 号：TP14[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程] TN913[自动化与计算机技术—控制科学与工程]