[发明专利]基于信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信实现方法

说明书

本发明提供了一种基于信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信实现方法。以往的研究大多是已知信道状态信息（CSI）下研究隐蔽通信的，但是在实际中，要想准确地知道CSI几乎是不可能的。为了提高信息传输的可靠性，在全双工接收机的协助下，我们利用信道分布信息（CDI）先得到了监视者的检测错误概率，再求得接收端的中断概率，联合设计最优发送功率和AN功率，使得接收端性能最优。本发明在CDI的情形下引入了全双工接收机，使得研究更具实际意义，而且提高了信息传输的可靠性和隐蔽性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及基于信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信实现方法。

背景技术

传统的保证信息安全性和隐私性的方法都是对传输内容本身进行加密，比如密码术，但是这样会暴露发送端的位置信息和传输的存在性。比如在一场战争中，司令的位置信息是至关重要的，一旦被敌人发现，这支军队会时刻处于危险。所以在无线通信的发展中，保护发送端的位置信息和隐藏传输的存在性变得越来越重要。这样的场景就需要隐蔽通信来保证窃听者或监督者只能以很低的检测概率探测到甚至探测不到信息传输的存在性。

对监视者发送人工噪声会对监视者的检测造成干扰，提高传输的隐蔽性，于是可以增加一个干扰机专门用于发送人工噪声。但是额外增加一个干扰机会造成很多问题，比如移动性和时延性。然而这些问题都可以利用全双工接收机来解决。大多数关于隐蔽通信的研究都是假设发送端已知CSI，但是实际情况中，想知道确切的CSI是十分困难的，于是仅仅考虑CSI不免过于理想化。因此，针对这些问题，本发明提供了基于信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信实现方法，具有非常深远的意义和重要的理论研究价值和应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对只知信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信系统，提供了一种CDI下如何联合设计发送功率和AN功率以使性能最优的方法，以有效提高系统的可靠性和隐蔽性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于信道分布信息的全双工接收机隐蔽通信实现方法，包括：

考虑CDI下信道增益不再是一个已知的常数，于是我们需要根据信道增益的分布求得全双工接收机下监视者的虚警和漏检概率；

在满足隐蔽的条件下，针对目标函数联合优化发送功率和人工噪声(AN)功率；

作为一种实施例，所述考虑CDI和全双工下求得监视者的虚警和漏检概率。包括：

步骤11)，首先假设AN服从均匀分布，即于是分别求得零假设H₀(发送端没有发送信息)下和备择假设H₁(发送端正在发送信息)下监视者的平均符号接受功率

其中P_a和P_b分别表示发送端和接收端的发送功率，表示最大可允许的AN功率。h_j代表信道，j可以为ab,aw,bw,bb，|h_j|²的均值为E[|h_j|²]＝λ_j。和分别表示Alice-Willie和Bob-Willie的距离，α为路径损耗指数，为Wille的AWGN功率。

步骤12)，根据定义计算监视者的虚警和漏检概率分别为于是可得监视者的检测错误概率为

其中P₁＝e^γ-γEi(γ)，τ为Willie的检测门限。

作为一种实施实例，所述在满足隐蔽的条件下，针对目标函数联合优化发送功率和人工噪声(AN)功率包括：

步骤21)，根据中断概率的定义求得接收端的中断概率为

其中R为发送端到接收端的传输速率，h为接收端的自干扰因子。