[發明專利]一種抵抗竊聽節點竊取信息的物理層安全傳輸方法

有效

• 申請號: 201610230517.9
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN105790818B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 高貞貞;黃智捷;孫黎;任品毅
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/0413;H04L29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于無線多輸入多輸出系統的物理層安全技術領域，涉及一種抵抗竊聽節點竊取信息的物理層安全傳輸方法。

背景技術

多輸入多輸出技術可以提供較高的系統容量與可靠性，是無線通信領域的重要研究課題?？臻g調制是近年來新提出的多天線傳輸技術，該技術在信息比特調制過程中引入空間維度，從而根據輸入信息改變激活天線的序號。正交空間調制在繼承了空間調制所有優點的基礎上，又提高了整個系統的頻譜效率。因為空間調制的天線間干擾程度低，接收端的信號處理也較為簡單，正逐漸成為多輸入多輸出傳輸技術研究的熱點之一。

隨著無線終端數目的急劇增加以及網絡的開放性，無線通信的安全問題面臨著嚴重的挑戰，與傳統加密方法不同，無線通信物理層安全方法是利用無線信道的動態物理特性，采取某種信號處理、編碼調制技術等手段，在避免竊聽方獲知信息的同時，提供給通信方可靠的、安全的通信。?，F有的針對空間調制技術的物理層安全技術研究大多是利用在源節點產生人工噪聲對竊聽節點進行干擾，因為這個人工噪聲是位與源節點與目的節點的信道的零空間上的，所以，該人工噪聲就不會干擾目的節點，但會對竊聽節點造成干擾，然而，當源節點與目的節點的信道是一個滿秩矩陣的時候，它們之間的信道就不存在零空間，因此，這類方案的安全性就無法得到保障。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種抵抗竊聽節點竊取信息的物理層安全傳輸方法，該方法能夠實現信息物理層的安全傳輸。

為達到上述目的，本發明所述的抵抗竊聽節點竊取信息的物理層安全傳輸方法包括以下步驟：

1)在信息傳輸開始前，源節點和目的節點均依次發送訓練序列，使源節點和目的節點估計出源節點到目的節點的等效信道信息h_n,k，其中，n∈{1,...,N_r}，k∈{1,...,N_t}，N_t為源節點設置的天線數目，N_r為目的節點的天線數目；

2)源節點對待發送數據進行編碼，得待發送符號以及發送該待發送符號的天線序號，然后再對待發送符號添加人工噪聲，然后將增加人工噪聲后的待發送符號通過選擇出來的天線發送至目的節點；

3)目標節點接收源節點發送過來的符號，然后對源節點發送過來的符號通過最大似然譯碼器進行譯碼，完成信息的物理層安全傳輸。

步驟2)中源節點將待發送的數據進行編碼，得待發送符號以及發送該待發送符號的天線序號的具體操作為：

1a)源節點每次發送的數據為log₂(M)+2log₂(N_t)比特數據，源節點對待發送數據中第1位到第log₂(M)位的數據采用M-QAM調制方式進行調制，得到待發送符號X；

2a)源節點將待發送數據中第log₂(M)+1位到第log₂(M)+log₂(N_t)位的數據轉換為到十進制數N₁-1，然后選擇源節點中的第N₁個天線作為發送待發送符號X中實部X_re的天線；

3a)源節點將待發送數據中第log₂(M)+log₂(N_t)+1位到第log₂(M)+2log₂(N_t)位的數據轉換為十進制數N₂-1，然后將源節點中的第N₂個天線作為發送待發送符號X中虛部jX_im的天線。

步驟2)中對待發送符號添加人工噪聲的具體操作為：

1b)源節點中第N₁個天線到目的節點的等效信道h₁以及源節點中第N₂個天線到目的節點的等效信道h₂分別為：