[发明专利]移动通信系统的安全容量性能预测方法

说明书

本发明公开了一种移动通信系统的安全容量性能预测方法，包括建立移动通信系统模型的步骤，在建立移动通信系统上推导其安全容量表达式的步骤，以及设计Dense‑Inception卷积神经网络对平均安全容量进行预测的步骤；本发明通过以上步骤推导出移动通信系统的平均安全容量的表达式，然后基于Dense‑Inception卷积神经网络对移动通信系统的安全容量性能进行了智能预测，相比现有的CNN神经网络、BP神经网络、极限学习机、局部加权线性回归、支持向量机等方法能够取得更好的安全性能预测效果。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体地说，是涉及一种移动通信系统的安全容量性能预测方法。

背景技术

近年来，随着第五代移动通信技术的发展，网络安全是其研究的重点之一，基于信息论的物理层安全己成为网络安全传输研究的新热点，但是由于完全开放的信道，尤其随着无线移动网络的密集化、异构部署，移动通信网络的物理层安全面临严峻的挑战；因此，物理层安全传输问题逐渐引起了研究者的广泛关注。

现有的研究都是针对Rayleigh,2-Rayleigh，Nakagami等信道展开，但是移动通信环境复杂多变，Rayleigh,2-Rayleigh，Nakagami等信道仅仅适合于固定通信，对移动通信不能实现很好地动态体现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动通信系统的安全容量性能预测方法，针对安全容量展开对移动通信网络的安全性能预测。

本发明采用以下技术方案予以实现：

提出一种移动通信系统的安全容量性能预测方法，包括：

采用译码转发策略，建立移动通信系统模型，包括信源MS、中继MR、合法的目的端MD和窃听端ME；

推导所述移动通信系统的平均安全容量为：

，其中，

G[·]为Meijer’s G函数；m为衰弱系数，N为衰弱因子，Ω＝E(|w|²),w是符合Nakagami分布的变量，E()表示求均值运算；γ为接收信噪比；γ_th为安全中断阈值；为系统的接收信噪比的累积分布函数，为系统的接收信噪比的概率密度函数；I_SR为信源到中继之间的瞬时信息速率，R₀是给定的门限信息速率；

设计Dense-Inception卷积神经网络对平均安全容量进行预测。

进一步的，所述方法还包括：

基于推导的平均安全容量表达式确定影响安全容量的信道参数；

以信道参数为神经网络输入，以仿真理论值为输出，训练神经网络。

进一步的，采用Dense-Inception卷积神经网络对平均安全容量进行预测，包括数据预处理步骤，具体包括：

将信道参数进行线性变换；

将线性变换后的二维数据展成三维数据。

进一步的，所述方法包括Dense-Inception卷积神经网络搭建步骤，网络结构包括三个分支，以及将三个分支得到的输出经过拉直后送入全连接层汇合；其中，三个分支包括：

第一分支，包括两层卷积和池化；

第二分支，采用InceptionNet中的InceptionV3模块，将卷积转化成稀疏连接；