[發(fā)明專利]一種物聯(lián)網(wǎng)中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710625711.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107222284B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余川;孫黎
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H04K1/06
• 分類號: H04K1/06;H04L1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種物聯(lián)網(wǎng)中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)設(shè)通信系統(tǒng)包含一個發(fā)送端Alice及一個合法接收端Bob，且通信系統(tǒng)的無線信道采用瑞利衰落信道模型，發(fā)送端Alice將源文件分為K個原始數(shù)據(jù)包，再選擇其中任意一個原始數(shù)據(jù)包作為第一個編碼包，然后再發(fā)送選擇出來的第一個編碼包；

2)在第k個時隙，發(fā)送端Alice通過合法接收端Bob反饋回的1bit信息確定合法接收端Bob是否成功接收該時隙發(fā)送的編碼包，當(dāng)合法接收端Bob成功接收當(dāng)前時隙發(fā)送的編碼包時，則發(fā)送端Alice依據(jù)重要性及信道質(zhì)量選擇一個合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包，然后對選擇出來的未解碼的原始數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，再將編碼的結(jié)果作為下一時隙發(fā)送的編碼包；當(dāng)合法接收端Bob沒有成功接收當(dāng)前時隙發(fā)送的編碼包時，則發(fā)送端Alice在下一時隙發(fā)送的編碼包與當(dāng)前時隙沒有成功接收的編碼包相同，同時，發(fā)送端Alice根據(jù)合法接收端Bob反饋的1bit信息構(gòu)建合法接收端Bob已解碼的原始數(shù)據(jù)包集合D及合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包集合U；

3)判斷合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包集合U是否為空集，當(dāng)合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包集合U不為空集時，則轉(zhuǎn)至步驟2)，當(dāng)合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包集合U為空集時，則合法接收端Bob已經(jīng)接收到所有的原始數(shù)據(jù)包，合法接收端Bob根據(jù)接收到所有原始數(shù)據(jù)包恢復(fù)出源文件，完成基于信道反饋的抗竊聽噴泉碼構(gòu)造；

在每個時隙，發(fā)送端Alice對合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包集合U內(nèi)所有未解碼的原始數(shù)據(jù)包按照重要因子im_x從大到小進(jìn)行排序，其中，U＝{u₁，u₂，u_c…，u_L}，u_c為第c個合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包，當(dāng)c越小，則u_c越重要；

依據(jù)重要性及信道質(zhì)量選擇一個合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包，其中，信道質(zhì)量越好，則所對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)包越重要，即該原始數(shù)據(jù)包被選擇出來的概率越大；

c與發(fā)送端Alice與合法接收端Bob之間的實時信道增益z之間的關(guān)系為：

其中，L為合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包數(shù)目，z₀為預(yù)設(shè)的信道質(zhì)量好壞的分界點，z＝|h_AB|²且σ²＝d^-α，d為發(fā)送端Alice與合法接收端Bob之間的距離，α為發(fā)送端Alice與合法接收端Bob之間的路徑損耗，α為大于1的常數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法，其特征在于，步驟2)中對選擇出來的未解碼的原始數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，再將編碼的結(jié)果作為下一時隙發(fā)送的編碼包的具體操作為：

當(dāng)合法接收端Bob收到發(fā)送端Alice在第i時隙發(fā)送的編碼包t_i時，則發(fā)送端Alice在i+1時隙發(fā)送的編碼包t_i+1為：

其中，B為合法接收端Bob解碼出的所有原始數(shù)據(jù)包的異或運算結(jié)果，s_x+1∈U，s_x+1為發(fā)送端Alice依據(jù)重要性及信道質(zhì)量選擇出來的一個合法接收端Bob未解碼的原始數(shù)據(jù)包。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法，其特征在于，在構(gòu)建已經(jīng)解碼出的原始數(shù)據(jù)包集合D之后，將合法接收端Bob收到原始數(shù)據(jù)包t_x與未收到原始數(shù)據(jù)包t_x分別恢復(fù)出的圖像對應(yīng)點像素值差值的絕對值之和作為該原始數(shù)據(jù)包t_x的重要因子im_x。