[发明专利]基于微弱信号检测的物理层安全通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于微弱信号检测的物理层安 全通信方法。

背景技术

信息安全关系到国家领土主权和人民生命财产安全，在日常生产生活中发挥 着十分重要的作用，如今无线通信的物理层安全越发引起重视和关注，无线通信 媒质是开放的，任何非法用户都可能窃听到合法用户的信息，进而扰乱合法用户 的正常通信。

以往信息安全主要从计算机网络协议和数据加密着手，为了防止信息信号被 窃听，人们提出了很多种物理层安全通信模型和方法，通常的做法是干扰方发送 人工噪声信号去干扰非法用户窃听合法用户的信息，这种做法在实现时难以确定 干扰方的发射功率，因为非法用户接收机的位置和信道状态信息都是未知的，如 果干扰方的发射功率过高，就会对合法用户接收机带来有害干扰；反之如果干扰 方的发射功率过低，就难以有效干扰非法用户窃听。

微弱信号检测通过利用特殊信号的先验信息，可以将微弱的信息信号从强噪 声信号中提取出来，在生物医学等领域具有广泛的应用价值；将微弱信号检测技 术应用于物理层安全通信，合法用户接收机可以在干扰方使用很高发射功率的情 况下将信息信号提取出来，不需要假设非法用户接收机的位置和信道状态已知。

发明内容

针对现有的物理层安全通信方法未考虑干扰方发射功率影响的情形，本发明 提供一种基于微弱信号检测的物理层安全通信方法。本发明不改变现有的物理层 安全通信方式，允许干扰方以很高功率发送人工噪声信号，从而有效干扰非法用 户窃听又保障合法用户的通信顺利进行，适用于不经过数据加密的无线通信系 统。

本发明技术方案如下：

如图1所示，物理层安全通信系统中有一个合法用户的发射机T和接收机R， 还有一个准备窃听的非法用户接收机E和干扰非法用户窃听的干扰发射机J。合 法用户的发射机T向接收机R发送一个信息信号s(t)，它被非法用户接收机E接 收到。为了防止该信息信号被非法用户窃听到，干扰发射机J发送一个强人工噪 声信号n(t)。它同时被合法用户接收机R和非法用户接收机E接收到。合法用户 接收机R依靠信息信号的先验信息，采用微弱信号检测方法将被强噪声淹没的信 息信号提取出来。非法用户接收机E由于不具有信息信号的先验信息，很难将信 息信号从强噪声中提取出来，因而达到防止窃听的目的。

附图说明

图1为物理层安全通信系统示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过附图和实施例对本发明作进一步的详细描 述。

如图1所示，合法用户的发射机T向接收机R发送一个信息信号s(t)，同时 干扰发射机J发送一个强人工噪声信号n(t)，合法用户接收机R和非法用户接收 机E的接收信号分别表示为：

x(t)=PThTRs(t)+PJhJRn(t)+v(t);]]>