[發明專利]一種多中繼系統下基于物理層安全的合法監聽方法

有效

• 申請號: 201811218384.9
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109088891B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張士兵;胡英東;李業;高銳鋒
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 顧森燕

1.一種多中繼通信系統下基于物理層安全的合法監聽方法，其特征在于：所述多中繼通信系統包含一個可疑源節點，一個可疑接收節點，多個協作中繼節點和一個監聽節點，其中源節點，接收節點，中繼節點均配置單天線，而監聽節點配置多天線，源節點利用中繼選擇策略選擇一個中繼節點協作傳輸，監聽節點利用干擾改變源節點的選擇，在多中繼通信系統下基于物理層安全的合法監聽方法包括如下內容：

第一階段：源節點利用中繼選擇策略向中繼節點發送信息，監聽節點根據全局網絡的信道狀態信息計算能被竊聽的中繼節點并向中繼節點發送干擾信息嘗試改變中繼選擇的結果；

第二階段：被選中的中繼節點向目的節點傳輸信息，監聽節點嘗試從中繼節點處竊聽信息；

監聽節點通過截取非法鏈路的先導信息和基于先導信息的反饋信息獲得全局信道狀態信息；

監聽節點根據全局信道狀態信息，判斷無干擾時非法鏈路選擇的協作中繼節點和對各中繼節點處的可達監聽速率，通過分類討論，判斷是否采用反中繼選擇算法向中繼群發射干擾信號，改變非法鏈路選擇的協作中繼，當沒有中繼節點在第二時隙可以被監聽時，可達監聽速率為0；

當可疑鏈路選擇的中繼節點能夠在第二時隙被監聽且具有最大的傳輸速率，不需要采用反中繼選擇算法；

當可疑鏈路選擇的中繼節點與第二時隙能夠達到最大監聽速率的節點不一致的時候，利用反中繼選擇干擾算法在第一時隙對中繼進行干擾，改變可疑鏈路選擇的中繼；當監聽節點的期望選擇中繼和非法鏈路的選擇中繼不一樣時，通過設計波束成形矢量向中繼群發送干擾信息，得到尋找波束成形矢量的類半正定規劃問題；通過半正定松弛的辦法，將尋找波束成形矢量的問題轉化成最小化干擾功率的半正定規劃問問題從而求解；

如果半正定規劃問題有解，判斷該波束成形矢量是否滿足松弛前的約束條件，包括波束矢量矩陣的秩和監聽節點發射功率；

若滿足約束條件，則算法結束；

若不滿足約束條件，利用迭代算法在能成功實現監聽的中繼節點中，依據可達監聽速率大小，對待選中繼節點逐個計算波束成形矢量，直到滿足約束條件或所有待選中繼節點遍歷完成；

當所有中繼節點均無解，則系統可達監聽速率為0。