南京郵電大學鄒玉龍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京郵電大學申請的專利一種人工噪聲輔助隱蔽通信系統的安全速率最大化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119210609B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411725377.3,技術領域涉及:H04B10/85;該發明授權一種人工噪聲輔助隱蔽通信系統的安全速率最大化方法是由鄒玉龍;潘美琴;林舒影;武曉偉;楊立寶設計研發完成,并于2024-11-28向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種人工噪聲輔助隱蔽通信系統的安全速率最大化方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種人工噪聲輔助隱蔽通信系統的安全速率最大化方法,涉及通信安全技術領域,包括獲取友方源節點到友方目的節點、友方源節點到竊聽節點、友方源節點到敵方檢測節點、友方目的節點到竊聽節點、友方目的節點到敵方檢測節點的信道衰落系數和友方目的節點的環路自干擾信道衰落系數;根據信道衰落系數,分別計算主鏈路和竊聽鏈路的傳輸速率,得到系統的安全速率;對友方節點間的通信過程進行二元假設檢驗和隱蔽性度量分析,獲得隱蔽性約束條件;以友方節點間的通信隱蔽性為約束,構建聯合優化信號發送功率和人工噪聲功率的系統安全速率最大化問題;采用基于逐次凸逼近的迭代算法求解優化問題,獲取系統最大安全速率。
本發明授權一種人工噪聲輔助隱蔽通信系統的安全速率最大化方法在權利要求書中公布了:1.一種人工噪聲輔助隱蔽通信系統的安全速率優化方法,其特征在于,包括: 獲取友方源節點到友方目的節點、友方源節點到竊聽節點、友方源節點到敵方檢測節點、友方目的節點到竊聽節點、友方目的節點到敵方檢測節點的信道衰落系數和友方目的節點的環路自干擾信道衰落系數; 根據信道衰落系數,分別計算主鏈路和竊聽鏈路的傳輸速率,得到系統的安全速率; 對友方節點間的通信過程進行二元假設檢驗和隱蔽性度量分析,獲得隱蔽性約束條件; 以友方節點間的通信隱蔽性為約束,構建聯合優化信號發送功率和人工噪聲功率的系統安全速率最大化問題; 采用基于逐次凸逼近的迭代算法求解優化問題,獲取系統最大安全速率; 所述獲取友方源節點到友方目的節點、友方源節點到竊聽節點、友方源節點到敵方檢測節點、友方目的節點到竊聽節點、友方目的節點到敵方檢測節點的信道衰落系數和友方目的節點的環路自干擾信道衰落系數包括友方目的節點工作在全雙工模式,連續傳輸人工噪聲信號,而友方源節點以未知的規律間歇地發送通信信號,友方目的節點的接收信號表示為: 其中,PS為友方源節點的信號發送功率,PD為友方目的節點發送的人工噪聲功率,hSD表示友方源節點與友方目的節點之間的信道衰落系數,SD表示從友方源節點到友方目的節點的鏈路,hDD表示友方目的節點的環路自干擾信道衰落系數,DD表示友方目的節點的環路自干擾鏈路,xSi為第i個符號周期友方源節點發送的通信信號,xDi為第i個符號周期友方目的節點發送的人工噪聲信號,分別滿足和|·|表示對復數取模操作,表示取數學期望操作,φ∈[0,1]表示友方目的節點的自干擾消除系數,nD表示友方目的節點處的高斯白噪聲,服從零均值和方差為的復高斯分布,表示為 所述根據信道衰落系數,分別計算主鏈路和竊聽鏈路的傳輸速率,得到系統的安全速率包括主鏈路和竊聽鏈路的傳輸速率可分別表示為: 其中,RD表示主鏈路傳輸速率,RE表示竊聽鏈路傳輸速率,系統的安全速率為主鏈路和竊聽鏈路的傳輸速率之差; 所述對友方節點間的通信過程進行二元假設檢驗和隱蔽性度量分析,獲得隱蔽性約束條件包括在友方目的節點的人工噪聲干擾下,敵方檢測節點通過接收友方源節點的通信信號判斷友方節點間是否有信息傳輸,敵方檢測節點的接收信號表示為: 其中,hDW表示友方目的節點與敵方檢測節點之間的信道衰落系數,DW表示從友方目的節點到敵方檢測節點的鏈路,hSW表示友方源節點與敵方檢測節點之間的信道衰落系數,SW表示從友方源節點到敵方檢測節點的鏈路,nW表示敵方檢測節點處的高斯白噪聲,服從零均值和方差為的復高斯分布,表示為 表示友方源節點實際沒有發生傳輸信號行為,表示友方源節點實際發生了傳輸信號行為; 所述對友方節點間的通信過程進行二元假設檢驗和隱蔽性度量分析,獲得隱蔽性約束條件還包括敵方檢測節點根據接收到的平均功率進行二進制決策,檢測性能用錯誤檢測概率ξ表示為: 其中,虛警概率漏檢概率 表示敵方檢測節點認為友方源節點發生了傳輸信號行為,表示敵方檢測節點認為友方源節點沒有發生傳輸信號行為,當滿足ξ≥1-ε時確定通信為隱蔽通信,其中ε為隱蔽要求,ε越小則通信隱蔽性更高; 設敵方檢測節點采用最優檢測,根據Pinsker不等式,得到ξ的下界,表示為: 其中,為Kullback-Leibler散度,和分別代表和情況下敵方檢測節點觀測值的概率分布,當滿足時,可保證通信的隱蔽性,其中γW為敵方檢測節點處的信干噪比,根據敵方檢測節點的接收信號的情形得到: 所述以友方節點間的通信隱蔽性為約束,構建聯合優化信號發送功率和人工噪聲功率的系統安全速率最大化問題包括通過聯合優化友方源節點的信號發送功率和友方目的節點的人工噪聲功率,最大化系統的安全速率,表示為: 其中,約束條件和分別代表友方源節點和友方目的節點的發送功率約束,約束條件代表通信系統的隱蔽需求,通過聯合優化信號發送功率PS和人工噪聲功率PD,最大化友方節點間的安全速率。
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