【技术实现步骤摘要】
一种智能反射面辅助的不等先验概率隐蔽通信方法
[0001]本专利技术属于无线通信网络的信息安全
，涉及一种智能反射面辅助的不等先验概率隐蔽通信方法，具体是指信源通过联合优化发射功率和传输码字长度从而实现最大化通信链路的有效吞吐量。
技术介绍
[0002]随着对无线通信技术的研究不断深入，第五代通信系统得到了高速发展，相比于1G的蜂窝网，通信速率得到大幅度提升，一个复杂而庞大的无线通信网络正在被构建，大量信息通过无线网络进行传输，其中包括一些机密信息，如个人身份信息、银行账户信息以及各类密码等。但是无线通信信道具有广泛传播特性，信息极其容易被窃听，即使信息被加密处理，信息传输的模式或者流量也可能会导致信息泄露从而造成严重的损失，人们对无线通信的安全性产生了重大担忧。
[0003]与信息加密技术和现代信息隐藏技术不同，隐蔽通信作为一种十分有前景的技术，旨在利用发射端的发射功率以及信道等的不确定性对窃听者产生干扰，导致窃听者无法正确判断是否合法传输行为正在发生，从根本上上解决无线通信安全问题，保持高水平的安全性。目前...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于智能反射面的不等先验概率下的隐蔽通信方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，构建系统模型：1)发射端(Alice)和合法接收端(Bob)正在进行合法通信，期望该通信事实不被窃听者(Willie)检测到；通过部署具有M个反射元件的智能反射面，Bob和Willie接收到的信号均是由地面直射链路传输的信号和智能反射面反射链路传输的信号叠加而成；2)Alice与Bob之间的通信信道和Alice与Willie之间的窃听信道均为大尺度衰落和瑞利衰落分布的叠加其中β0，α，h
e
分别代表每1m参考距离下的功率增益，大尺度衰落因子以及瑞利信道的随机分布参数，其中h
e
服从均值为0，方差为β
e
的复高斯分布，e＝ab,aw，d
k
，k∈{ab,aw}表示节点之间的距离；从Alice到智能反射面的信道为大尺度衰落和瑞利衰落分布的叠加智能发射面到Bob和Willie的信道也是大尺度衰落和瑞利衰落分布的叠加其中h
I
和g
m
，m＝B,W分别是表征瑞利衰落的M
×
1和1
×
M矩阵，d
j
，k∈{ai,ib,iw}表示智能反射面到地面节点之间的距离；考虑加性高斯白噪声，分别为Willie和Bob处的噪声功率；Alice发送高斯信息序列x[i],i＝1,2,...,L；3)发射端Alice的发射功率P
a
不超过功率上限P
max
，传输码字长度L不超过其码字长度上限L
max
；4)设R表示Alice到Bob之间的信息传输速率：其中，γ
b
是Bob处的信干噪比，被称为Q函数，也叫标准正态分布的右尾函数，Q
‑1(x)是Q函数的反函数，δ代表Bob处译码平均错误概率；5)通过将数据包到达这个事件建模为一个速率为λ的泊松过程可以给出Alice在每个传输周期的先验概率：ρ1＝1
‑
e
‑
λT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)ρ0＝1
‑
ρ1＝e
‑
λT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，ρ1指Alice选择传输信号的概率，ρ0表示Alice选择保持沉默的概率；在给定速率λ的前提下，先验传输概率仅由分组传输持续时间T决定；对于分组传输持续时间T，传输系统的带宽为B，将其重写为：6)已知在具有有限传输码字长度的通信中，接收端的译码平均错误概率不可被忽略，
基于(1)，给出从发射端到合法接收端的有效吞吐量η：η＝ρ1R(1
‑
δ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)第二步，根据系统模型，列出优化问题：1)为了判断合法通信行为是否存在，Willie的二元假设检验如下：Willie希望采取最佳检测方案使得自己的平均错误检测概率达到最小；根据极大似然准则求得最佳功率检测门限Γ
*
；Willie比较它由功率探测器辐射计测量得到的接收信号功率和Γ
*
来判断Alice和Bob之间的通信情况；当接收信号功率大于预置检测门限时，则判定通信行为发生，反之则没有；2)为了保证实现隐蔽通信，需要给出隐蔽通信的限制条件：其中，ε是容差值；通过对相对熵进行进一步缩放，得到最终的隐蔽性约束表达式，3)对于任何给定的发射功率P
a
和传输码字长度L，最佳的目标始终是使得Bob处的接收信号强度达到最大化；即要求的模长达到最大，由于h
ab
是一个复标量，存在一个相位角，也是一个复标...
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