安庆师范大学蒋玉娥获国家专利权
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龙图腾网获悉安庆师范大学申请的专利无人机与智能反射面联合辅助的设备到设备隐蔽通信系统、方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119519768B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411739794.3,技术领域涉及:H04B7/04;该发明授权无人机与智能反射面联合辅助的设备到设备隐蔽通信系统、方法是由蒋玉娥;江济民;王雨桐;洪悦;章晨;孙宜南;邬海琴;刘怡良设计研发完成,并于2024-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本无人机与智能反射面联合辅助的设备到设备隐蔽通信系统、方法在说明书摘要公布了:本发明公开无人机与智能反射面联合辅助的设备到设备隐蔽通信系统,建立无人机与智能反射面UIRS联合辅助D2D隐蔽通信模型,包含各个实体之间的通信链路、计算平均最小错误检测概率和最大通信速率;发送者发送隐蔽信号至UIRS,由UIRS转发至接收者,其中,UIRS通过组成元件改变相应入射隐蔽信号和反射隐蔽信号的角度;频谱共享的蜂窝用户发送蜂窝信号至基站,同时基站发送干扰信号,在窃听者Willie接收端引入不确定因子,实现UIRS联合辅助D2D通信链路的隐蔽性;窃听者Willie对UIRS联合辅助D2D通信链路是否进行隐蔽信号的传送进行监测;通过平均最小错误检测概率衡量隐蔽性;以满足平均最小错误检测概率、蜂窝通信链路中断概率、发送功率和干扰信号的发送功率等多重约束下,获得UIRS联合辅助D2D通信链路的最大通信速率,在无人机与智能反射面UIRS联合辅助下系统的通信速率得到有效提高。
本发明授权无人机与智能反射面联合辅助的设备到设备隐蔽通信系统、方法在权利要求书中公布了:1.一种无人机与智能反射面联合辅助的设备到设备隐蔽通信系统,其特征在于,涉及的实体包括无人机与智能反射面UIRS、基站Bs和半双工通信终端,基站Bs为全双工的基站,所述半双工通信终端包括蜂窝用户Cu、D2D发送者Dt、D2D接收者Dr和窃听者Willie;蜂窝用户Cu、D2D发送者Dt、D2D接收者Dr和窃听者Willie均为半双工的; 各个实体之间构成以下通信链路; 链路1、UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr;该链路中D2D发送者Dt发送隐蔽信号至无人机与智能反射面UIRS,UIRS将D2D发送者Dt发送的隐蔽信号转发至D2D接收者Dr;蜂窝用户Cu发送蜂窝信号至基站Bs,形成上行蜂窝链路Cu→Bs;蜂窝用户Cu的上行链路和下行链路均采用正交的频谱资源,且相互之间不存在干扰;且UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr与上行蜂窝链路Cu→Bs共享频谱资源; 链路2、基站Bs为对抗窃听者Willie的窃听,提高系统隐蔽性,向窃听者Willie发送人工噪声,构建人工噪声链路Bs→Willie;基站Bs发出的人工噪声同时也对D2D接收者Dr产生干扰,形成链路Bs→Dr,并造成对基站Bs的自干扰,构成链路Bs→Bs;链路2中基站Bs利用同一频谱资源同时发送信息和接收信息; 链路3、随机分布的窃听者Willie试图监听UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr,探测是否进行隐蔽信号的发送,涉及窃听链路Dt→Willie和UIRS→Willie; 链路4、基站Bs向D2D发送者Dt发送信息,形成下行蜂窝链路Bs→Dt; 计算链路3中窃听者Willie的平均最小错误检测概率使用平均最小错误检测概率来衡量链路1UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr的隐蔽性; 同时,计算上行蜂窝链路Cu→Bs的中断概率 最后,计算满足平均最小错误检测概率和上行蜂窝链路Cu→Bs中断概率约束的通信速率Rr,并对通信速率Rr进行约束优化,得到链路1的最大通信速率计算最小错误检测概率ξ*和平均最小错误检测概率的方法如下: 窃听者Willie的错误检测概率满足ξ=PFA+PMD; PFA为窃听者Willie的虚警概率,PMD为窃听者Willie的漏警概率;Θ为IRS所有反射元件的有效相移; H0表示UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr未进行隐蔽信号的传送,H1表示UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr有隐蔽信号的传送;Pb为基站Bs干扰信号的发送功率,Pt为D2D发送者Dt的发送功率,hbw为人工噪声链路Bs→Willie的小规模衰落参数,hur为UIRS→Dr通信链路的小规模衰落参数,htu为Dt→UIRS通信链路的小规模衰落参数,htw为Dt→Willie通信链路的小规模衰落参数;τ为Willie的检测阈值,为窃听者Willie接收的噪声功率; 接着,计算最小错误检测概率ξ*,包括两种情形: 情形1、若中间参数ψ1=ψ2,则平均最小错误检测概率等于定值1-1e;其中, 中间参数ψ1反映基站Bs到窃听者Willie之间的干扰信号强度;中间参数ψ2反映UIRS联合辅助D2D隐蔽链路Dt→UIRS→Dr和窃听者Willie之间的信号强度;dbw为基站Bs到窃听者Willie的距离,dur为无人机与智能反射面UIRS到D2D接收者Dr的距离,dtu为无人机与智能反射面UIRS到D2D发送者Dt的距离,dtw为D2D发送者Dt到窃听者Willie的距离;αbw、αur、αtu和αtw分别为基站Bs到窃听者Willie、无人机与智能反射面UIRS到D2D接收者Dr、无人机与智能反射面UIRS到D2D发送者Dt和D2D发送者Dt到窃听者Willie的路径损耗指数;αbw=αur=αtu=αtw;gur、gtu和gtw的每个元素均遵循独立的复高斯分布;β0为参考距离1m的信道增益; 情形2、若中间参数ψ1≠ψ2,平均最小错误检测概率又分为以下两个情况:情况A、若蜂窝链路优先通信保护区Ob在以D2D发送者Dt为中心的覆盖区Ot以内,计算对应的平均错误检测概率 情况B、若蜂窝链路优先通信保护区Ob在以D2D发送者Dt为中心的覆盖区Ot以外,则计算对应的平均错误检测概率表达式如下: 其中,dbt为基站Bs到D2D发送者Dt的距离,rw为D2D接收者Dr与窃听者Willie的直线距离,θw为窃听者Willie的方位角,Rt为D2D发送者Dt为中心的覆盖区Ot半径,rb为上行蜂窝链路Cu→Bs优先通信保护区Ob半径; 得到满足平均最小错误检测概率和上行蜂窝链路Cu→Bs中断概率约束的通信速率Rr后,根据D2D发送者Dt的发送功率Pt、干扰信号的发送功率Pb、上行蜂窝链路Cu→Bs中断概率和窃听者Willie接收端的平均最小错误检测概率这四重约束,最终通过优化求得最大通信速率
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