引用本文:

黄菊,赵响,赵玉青,等. 基于NOMA的可见光无线移动系统的隐蔽通信[J]. 光通信技术,2025,49(1):17-24.

基于NOMA的可见光无线移动系统的隐蔽通信

黄 菊,赵 响*,赵玉青,赵文波

(桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林 541004)

【下载PDF全文】 【下载Word】

摘要:为了提升可见光移动通信系统的隐蔽传输性能,采用随机发送功率策略来增加监测者的检测不确定程度,构建了联合约束条件下的有效隐蔽速率最大化问题,基于图解法获得了最优发光二极管(LED)发射机发送功率分配比与最优无人机位置,并设计了仿真实验。仿真结果验证了所提方案可以显著提升基于非正交多址接入的可见光移动通信中隐蔽用户的有效隐蔽速率。

关键词:可见光通信;隐蔽通信;非正交多址接入;无人机;功率分配;位置优化

中图分类号:TN256 文献标志码:文章编号:1002-5561(2025)01-0017-08

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2025.01.004

全文阅读精要

 

这篇文章是关于基于非正交多址接入(NOMA)的可见光无线移动系统隐蔽通信的研究,主要内容可以总结如下:

  1. 研究背景与意义

    • 隐蔽通信需求:随着未来通信中设备连接数量的增加,保护通信行为本身的隐蔽性变得尤为重要,以确保秘密信息的安全传输。

    • 可见光通信(VLC)优势:VLC作为未来6G时代有潜力的光无线通信方式,因其独特的物理特性在隐蔽通信领域具有显著优势。

    • NOMA技术引入:NOMA技术能够支持大规模连接,提升系统隐蔽吞吐量,且其叠加编码特性可掩护隐蔽用户,增加监测难度。

  2. 系统模型构建

    • 模型组成:系统包含1UAV-LED发射机、2NOMA用户(隐蔽用户Bob和公共用户Roy)及1个监测者Willie

    • 信道模型:基于朗伯辐射模型,详细描述了LED与接收方之间的信道增益计算方式。

    • 传输方案:AliceUAV-LED发射机)采用随机发送功率策略传输公共信息和隐蔽信息,以增加Willie的检测不确定性。

  3. Willie检测性能分析

    • Willie检测策略:使用功率检测器,根据接收信号的功率变化判断是否存在隐蔽通信。

    • 错误检测概率:通过费雪-奈曼因子分解定理分析Willie的错误检测概率,确定最优判决门限值。

  4. 传输性能分析

    • 中断概率:分析了AliceBobRoy之间信息传输的中断概率,确保通信的可靠性。

    • 解码技术:Bob采用连续干扰消除(SIC)技术顺序解码公共信息和隐蔽信息。

  5. 优化问题形成与求解

    • 优化目标:以隐蔽用户Bob的有效隐蔽速率为优化目标,考虑隐蔽性、可靠性和移动性约束。

    • 优化变量:联合优化Alice的水平位置和发送功率分配比。

    • 求解方法:基于图解法求解最优LED发射机发送功率分配比和最优UAV位置。

  6. 仿真结果与分析

    • 参数影响:分析了LED半功率半角、PD视场、Alice悬停高度等参数对系统隐蔽性能的影响。

    • 方案对比:将所提方案与基准方案及传统OMA方案进行对比,验证了NOMA技术在提升隐蔽性能方面的优势。

  7. 结论与展望

    • 研究成果:本文提出的基于NOMAVLC隐蔽通信方案能够显著提升隐蔽用户的有效隐蔽速率。

    • 未来工作:计划对NOMA多个隐蔽用户的可见光隐蔽通信及激光隐蔽通信展开研究,并进行实地验证。

这份文件通过构建基于NOMAVLC隐蔽通信模型,分析了系统的隐蔽性能和传输性能,提出了优化问题并求解,最后通过仿真验证了所提方案的有效性,为未来的隐蔽通信研究提供了理论基础和技术支持。