[发明专利]一种衰落窃听信道下基于极化码的安全容量可达编码方法

权利要求书

1.一种衰落窃听信道下基于极化码的安全容量可达编码方法，其特征在于：

所述规定衰落窃听信道如下：在发送机处只知道信道的统计CSI，即合法信道以预定的统计概率q_s处于状态s，对应的BSC信道转移概率为p_s，相应的，窃听信道以相同的统计概率q_s处于状态s^*，对应的BSC信道转移概率为其中，s为合法信道与窃听信道的信道状态数目，为有限整数，总共有S个状态，即{s＝1,2,...,S}且此外，窃听信道与合法信道窃听信道主信道相比性能下降，即从q₁到q_S，各部分的极化子信道可靠性逐渐降低，对于合法信道，信道状态s优于信道状态s+1，即信道转移概率p_s≤p_s+1且信道容量C(s)≥C(s+1)，相应的，窃听信道的信道状态s^*优于信道状态即信道转移概率且信道容量

所述安全容量可达编码方法，包括以下步骤，

步骤一、根据信道极化原理进行码块划分与信息组合，得到并输出码块划分结果，所述码块划分结果包括用于步骤二BEC信道编码的初始码块长度，用于步骤二、步骤三进行极化信道可靠性排序所依据的擦除概率值；

步骤二、在BEC信道编码阶段，按照“随机比特(R)+信息比特(I)+冻结比特(F)”的信息组合方式对消息进行极化编码，得到并输出BEC编码矩阵，对于窃听信道所在的BEC信道通过采取“R+I”的信息组合方式，以满足安全性，同时在合法信道的BEC信道通过采取“I+F”的信息组合方式，根据步骤一输出的BEC信道编码的初始码块长度和擦除概率值进行可靠性排序，得到插入信息比特的合理位置，并在合理的位置插入信息比特，使可达最大传输速率能够达到安全容量的上界，以满足可靠性；

步骤三、在BSC信道编码阶段，将步骤二输出的经过BEC信道编码的矩阵作为该阶段的消息嵌入，通过BSC信道极化编码生成B个长度为N的BSC极化码，得到信道安全容量可达的极化编码。

2.如权利要求1所述的一种衰落窃听信道下基于极化码的安全容量可达编码方法，其特征在于：还步骤四，根据步骤三得到的信道安全容量可达的极化编码进行通信，在瞬时CSI在发送机处未知，即在发送机处只知道统计CSI的情况下，能够实现达到信道安全容量的同时满足可靠性和安全性的条件。