The invention discloses a cognitive wireless network physical layer security transmission method based on user selection, the first main user sender before sending security information, optimization of channel gain threshold, and then broadcast their state to the main user receiver and sender all secondary users. Next, the primary user receiver broadcasts the pilot signal to all secondary user senders. Any time the user sender using the pilot signal and the least square algorithm to estimate the channel gain between the primary user and the receiver, and to decide whether the communication is less than the threshold of the channel gain channel gain: the user sender channel gain greater than the channel gain threshold keep silent; secondary users gain is less than the threshold of the sender channel channel allows communication. Finally, the primary user sender and the specific sub user sender simultaneously communicate on the primary user frequency band. The method of the invention is close to the actual system and has better performance and can be distributed and realized.
【技术实现步骤摘要】
基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方法
本专利技术属于认知无线网络物理层安全
,涉及一种基于次用户选择的物理层安全传输方案。
技术介绍
认知无线电网络(CognitveRadioNetwork,CRN)开放式、动态化的网络框架,允许各式各样的无线终端动态机会接入授权频谱,明显地提高了授权频谱的利用效率。然而,这也导致CRN更容易受到恶意攻击和窃听,安全通信面临巨大的安全隐患。现代密码学体制建立在计算复杂度基础之上,在物理层以上的各层协议中得到广泛应用,是目前保障通信系统信息安全的主要手段。然而,现代密码学体制正面临着巨大的挑战:随着下一代无线网络呈现出的异构性、多样性、节点的移动性和拓扑结构的动态性等特点,对密钥的在线分发与认证管理提出了更高要求。CRN开放式、动态化的网络框架无疑使得现代密码学体制中密钥的在线分发与认证管理过程更加复杂,难以实现。为了弥补现有无线加密机制的不足、实现更高的安全性保障,物理层安全(PhysicalLayerSecurtiy,PLS)技术得到了广泛的关注。物理层安全研究的起源可以追溯到Shannon的安全信息理论。1949年,Shannon指出系统的安全性取决于窃听者能够获得的信息量。为了保证绝对安全,收发两端安全密钥的熵必须大于安全信息的熵。1975年,针对Wiretap窃听模型,讨论了在没有安全密钥条件下,利用信道的缺陷在物理层实现安全通信的可行性。这为信息安全保障提供了一种全新的思路,在物理层安全信息理论的发展史上产生了巨大的影响。从那以后,基于Wiretap窃听模型的物理层安全研究层出不穷,将物理层安全信 ...
【技术保护点】
一种基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方法,其特征是:系统由一对主用户通信对,多个位置随机分布的次用户通信对和多个位置随机分布的窃听者组成,所有节点均配置单天线;主用户安全传输方法按以下步骤进行:(1)主用户发送者A在发送安全信息之前,广播告知主用户接收者B和所有次用户发送者Φ
【技术特征摘要】
1.一种基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方法,其特征是:系统由一对主用户通信对,多个位置随机分布的次用户通信对和多个位置随机分布的窃听者组成,所有节点均配置单天线;主用户安全传输方法按以下步骤进行:(1)主用户发送者A在发送安全信息之前,广播告知主用户接收者B和所有次用户发送者ΦS={Si};(2)主用户接收者B向所有次用户发送者广播导频信号,任意次用户发送者Si利用导频信号和最小二乘算法估计出其与主用户接收者B之间的信道增益当小于等于给定的最优信号增益门限δopt时,次用户发送者Si处于激活状态,能够在主用户频段上发送信息,否则次用户发送者Si保持静默;(3)主用户发送者A和处于激活状态的次用户发送者同时在主用户频段上实现通信。2.根据权利要求1所述的基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方法,其特征是:次用户通信对位置服从均匀泊松点过程分布。3.根据权利要求1所述的基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方案方法,其特征是:窃听者位置服从均匀泊松点过程分布。4.根据权利要求1所述的基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方案方法,其特征是:所有次用户接收者采用相同的发射功率。5.根据权利要求1所述的基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方案方法,其特征是:所有通信信道和窃听信道都服从准静态瑞利衰落。6.根据权利要求1所述的基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方法,其特征是最优信道增益门限δopt通过以下方法确定:1)求解主用户的连接中断概率、安全中断概率和安全吞吐量;2)以主用户安全吞吐量为目标函数,连接中断概率和安全中断概率为约束,优化设置信道增益门限,得到最优信道增益门限δopt。7.根据权利要求6所述的基于次用户选择的认知无线网络物理层安全传输方案方法,其特征是步骤1)具体方法如下:主用户发送者A发送安全信息时,主用户接收者B接收到信号的信干噪比为其中,PA表示主用户发送者A的发射功率,|hAB|2表示信道A→B的信道增益,d0表示主用户发送者A到主用户接收者B的距离,PS表示任意次用户发送者的发射功率,表示信道Si→B的信道增益,表示次用户发送者Si到主用户接收者B的距离,α为信道衰落系数,N0表示主用户接收者B处的噪声方差;于是,主用户的连接中断概率表示为主用户接收者B信干噪比小于特定门限的概率,即:其中,RB表示编码传输速率;通过求解得到主用户连接中断概率的闭式表达式
【专利技术属性】
技术研发人员:杨炜伟,许晓明,蔡跃明,陶利伟,牟卫峰,管新荣,
申请(专利权)人:中国人民解放军理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。