[發明專利]一種線性可信令牌的移動通信方法

在審

• 申請號: 201811593037.4
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109617890A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 鄭聰毅;陳龍
• 申請（專利權）人: 廣東緯德信息科技有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08;H04W12/02;H04W12/04;H04B7/06;H04B7/08
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本發明公開了一種線性可信令牌的移動通信方法，包括以下具體步驟：S1、設置初始化參數；S2、根據初始化參數，設定相鄰天線間的最優頻率偏移；以得到天線發射頻率向量；S3、根據最優頻率偏移，計算各天線的實際載波頻率；S4、根據實際載波頻率，分別計算目標用戶和竊聽者的信道傳輸矢量；S5、根據所述信道傳輸矢量和天線發射頻率向量，利用矩陣分解技術計算最優波束形成向量，并計算系統的最優的安全速率。本發明提出的線性可信令牌更加靈活，即使在非常有限的頻偏范圍內也能達到很好的安全通信性能；可有效保護網絡中節點的身份信息安全、位置信息安全和路由信息安全；簡化了系統，使系統可以達到安全速率的理論最優值。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種線性可信令牌的移動通信方法。

背景技術

移動自組網絡((MANET)由于其開放的無線通信介質、節點的移動性以及自組織特特性使其適合于緊急場合和臨時場合，但同時也使其很容易遭受各種安全威脅和攻擊，比如被動竊聽、數據篡改和重發、偽造身份和拒絕服務等。研究者針對上述各種可能的攻擊提出了不少相應的安全解決方案，在通信內容的機密性、完整性、真實性、可用性、不可否認性等方面提供安全保障。

物理層安全技術作為保障無線通信安全的有效手段獲得了越來越多的關注與研究。與傳統的通過編碼和加密技術來保證通信安全的策略不同，物理層安全技術利用物理層的方法，通過優化目標用戶與竊聽者之間的傳輸速率差(即安全速率)來保證通信安全。目前，提高安全速率的常用方法包括人工噪聲法和波束成形法等。但是，這些傳統方法都基于一個重要的假設，即目標用戶和竊聽者兩者的信道狀態信息無關。但是，在新一代毫米波通信系統中，由于毫米波具有方向性傳播的特點，當目標用戶和竊聽者傳輸方向對齊的時候，信道不相關的假設一般很難成立，導致波束成形、人工噪聲等傳統方法失效。在頻控陣通信技術中，通過對各天線的載波頻率施加頻率偏移，使得陣列傳輸波束具有距離分辨能力，從而能夠區分位于同一傳輸方向不同傳輸距離的目標用戶和竊聽者，彌補傳統物理層通信安全方法(如波束形成和人工噪聲等)的局限性。

目前，有人采用基于線性遞增頻率偏移策略的頻控陣安全通信方法，陣列各天線采用線性遞增頻率偏移策略，并通過聯合優化頻率偏移參數和傳輸波束來實現安全速率的最大化。該線性遞增頻率偏移策略可以達到安全速率的理論最優值，但同時也存在一定的局限。例如，為了避免發生目標響應的頻率去相關效應，一般會限制各天線傳輸頻率偏差的上限值。而在線性遞增頻率偏移方案中，相鄰天線間的最優頻率偏移值與目標用戶及竊聽者的傳輸距離差成反比。那么，當目標用戶與竊聽者距離很近時，相鄰天線間的頻率偏移值較大，則線性遞增頻率偏移的累計值就可能超過陣列容忍的頻率偏移上限，從而無法達到預期的效果，影響物理層安全的性能。

發明內容

為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種線性可信令牌的移動通信方法，本發明提出的線性可信令牌更加靈活，即使在非常有限的頻偏范圍內也能達到很好的安全通信性能；可有效保護網絡中節點的身份信息安全、位置信息安全和路由信息安全；天線陣列載波頻率采用線性可信令牌策略，簡化了頻控陣系統的設計和實現難度；同時通過聯合優化線性頻偏增量和傳輸波束，使系統可以達到安全速率的理論最優值。

本發明提出的一種線性可信令牌的移動通信方法，包括以下具體步驟：

S1、設置初始化參數；

首先通過一PKG生成主鑰和網絡公共參數；其中，所述主鑰由PKG自身保存；所述網絡公共參數公開給網絡中的所有節點；而后PKG根據各節點互不沖突的ID生成對應于各節點的公鑰和私鑰；并將所述公鑰公開給所有節點；將所述私鑰公開給對應的節點；共享密鑰協商步驟:采用IBE協議實現源節點與目的節點之間的共享密鑰和通信序列號協商，其中所述共享密鑰為稱密鑰；路由發現步驟:根據協商的共享密鑰和通信序列號；采用洋蔥加密協議建立源節點與目的節點之間的匿名路由路徑；數據發送步驟:采用洋蔥加密協議實現從源節點沿所述匿名路由路徑到目的節點的數據傳輸；