[发明专利]一种多侦听者多保密用户场景下的隐蔽数能路由方法

权利要求书

1.一种多侦听者多保密用户场景下的隐蔽数能路由方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立多窃听者联合侦听场景下的数能一体化网络图，并设置对应的路由超帧；所述路由超帧包括控制阶段和传输阶段；

S2、获取控制阶段的网络传输需求和保密用户节点的能量状态；

S3、根据网络传输需求生成所有数据流的传输矩阵；

S4、根据数据流的传输矩阵和保密用户节点的能量状态构建用户总隐蔽上行吞吐数据量最大化优化模型，求解得到路由路径选择结果和路由路径被分配的时隙资源；

S5、在传输阶段将数据流按照所选择的路由路径和分配的时隙资源进行传输，并使保密用户节点在对应数据流的辅助下进行隐蔽传输。

2.根据权利要求1所述的一种多侦听者多保密用户场景下的隐蔽数能路由方法，其特征在于，步骤S1中建立的多窃听者联合侦听场景下的数能一体化网络具体包括：

建立包括多个无线数能一体化传输路由节点、多个带能量收割功能的保密用户节点和多个侦听者节点的数能一体化网络图；

其中无线数能一体化传输路由节点组成数能一体化网络的路由层，用于为数能一体化网络中的所有用户提供数据能量路由服务，为所有用户节点提供能量补给服务，以及干扰所有侦听者节点以实现用户节点的隐蔽通信；

保密用户节点配备可储存能量的超级电容，组成数能一体化网络的用户层，用于收集环境信息，并在避免侦听者发现的情况下上行传输给路由层，通过能量收割收集数能信号中的能量；

侦听者节点用于通过联合侦听判断每个保密用户节点是否在通信。

3.根据权利要求2所述的一种多侦听者多保密用户场景下的隐蔽数能路由方法，其特征在于，步骤S1中设置对应的路由超帧具体包括：

在控制阶段进行创建超帧、网络同步、汇总传输需求、生成路由路径并分配传输资源，以及给用户传输需求分配干扰数据流；

在传输阶段按数据流均匀划分为多个设定时长的时段，每个时段进一步均匀划分为多个时隙，每个时隙分配给在控制阶段生成的数据流的传输矩阵。

4.根据权利要求3所述的一种多侦听者多保密用户场景下的隐蔽数能路由方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31、获取路由层数据流和路由路径跳数限制门限值，并初始化传输矩阵为非空集合；

S32、采用广度优先搜索算法生成数据流从起点至终点且路由跳数在路由路径跳数限制门限值下的路径集合；

S33、将路径集合作为可行路由路径映射为列向量；

S34、列向量与传输矩阵的并集更新为新的传输矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种多侦听者多保密用户场景下的隐蔽数能路由方法，其特征在于，步骤S4中根据数据流的传输矩阵和保密用户节点的能量状态构建用户总隐蔽上行吞吐数据量最大化优化模型具体包括：

s.t.

其中，Λ_S为用户总隐蔽上行吞吐数据量，T^k为数据流划分的第k个时段，B为用户分配矩阵，F为时段数量，K_S为保密用户节点数量，为用户s_j在时段T^k的隐蔽上行吞吐数据量，为表示用户s_j在数据流传输时是否会上行传输的01变量，N_S为保密用户节点集合，为用户s_j在时段T^k传输时通过能量收割获取的能量，为如果用户s_j在时段T^k通信时消耗的能量，E_other为用户除通信外的能量消耗，为侦听者节点w_m侦听任意保密用户节点s_j的侦听错误率，ρ_W为隐蔽传输错误率门限值，N_W为侦听者节点集合，M_k为时段划分的时隙数量，为时段T^k划分的时隙，T_tra为传输阶段总时长，为传输矩阵中第k条数据流所对应的第i条路径的路径信道容量，D_k为第k条数据流传输数据量需求。