卫星通信系统的物理层安全性能分析

摘要

由于全球卫星通信系统信道完全开放、天地一体化组网等,导致其通信安全保障面临严峻挑战.而物理层内生的安全机制能够保障卫星通信安全,有效地防止信道窃听.结合天地一体化组网,构建了同时存在地面窃听基站和窃听卫星场景的卫星通信系统安全性能分析框架.基于瑞利衰落信道和Shadowed-Rician衰落信道,分别建立了两类窃听者的窃听模型;考虑窃听者采用不共谋策略和共谋策略,分别推导出了两种窃听策略下该系统的平均安全容量和安全中断概率的解析表达式,以评估系统的物理层安全性能.仿真结果表明,提高发射功率能够保证在安全中断概率不变的情况下有效地提高系统的安全容量.与地面窃听基站相比,降低窃听卫星处的信噪比能够更显著地提高系统的安全性能.