[發明專利]隱蔽通信系統中隱藏發射節點的方法

在審

• 申請號: 202110005860.4
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112865916A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 胡錦松;吳林梅;國明乾;顏世豪;束鋒;陳由甲
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H04K3/00
• 分類號: H04K3/00;H04L5/14;H04L25/02;H04W52/24;H04W52/38
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明提出一種隱蔽通信系統中隱藏發射節點的方法，其特征在于：發射機設置有用于發送信息的天線；接收機設置有接受信息的天線和發射人工噪聲的天線；所述接收機定期廣播導頻，使發射機能夠估計從接收機到發射機的信道。其利用全雙工技術在無線衰落信道中實現隱蔽通信，通過控制全雙工接收機處人工噪聲的功率來故意擾亂監測者的接收功率從而滿足隱蔽通信的有關約束條件。

技術領域

本發明屬于隱蔽通信技術領域，尤其涉及一種隱蔽通信系統中隱藏發射節點的方法。

背景技術

隨著智能無線終端的飛速發展，近幾年來無線網絡的數據流量呈現指數級的增長。其中，大量機密和私人的信息將通過無線的方式進行傳輸,信息的安全傳輸得到日益廣泛的關注。因為其廣播特性,無線通信的傳播沒有明確的物理邊界,這將導致通過無線方式傳播的機密信息很容易受到外界的攻擊和竊聽。

為了保護機密信息被非授權用戶檢測到并被破譯和竊聽，有一種無線安全通信技術—隱蔽通信近幾年來引起了學術界廣泛的研究興趣。隱蔽通信的目標是在兩個用戶(Alice和Bob)之間實現無線傳輸,同時保證該傳輸在監測者(Willie)處的檢測概率可以足夠小。在隱蔽通信的場景中,Willie的任務是檢測Alice和Bob之間是否存在任何通信。因此,隱蔽通信的任務是隱藏無線通信的存在,從而減少監測者在無線網絡中發現該通信行為的概率。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種隱蔽通信系統中隱藏發射節點的方法，利用全雙工技術在無線衰落信道中實現隱蔽通信，通過控制全雙工接收機處人工噪聲的功率來故意擾亂監測者的接收功率從而滿足隱蔽通信的有關約束條件。同時，在信道反轉功率控制技術的協助下，發射機能夠根據不同的信道質量改變發射信號的功率使得接收機處的信號功率為一恒定值從而能夠在不知道信道狀態信息的情況下能夠對這些信號進行解碼。本發明消除了接收機對于發射機信道狀態反饋的需求，從而幫助發射機隱藏自身并同時不讓監測者覺察它的存在。

本發明具體采用以下技術方案：

一種隱蔽通信系統中隱藏發射節點的方法，其特征在于：發射機設置有用于發送信息的天線；接收機設置有接受信息的天線和發射人工噪聲的天線；所述接收機定期廣播導頻，使發射機能夠估計從接收機到發射機的信道。

優選地，發射機發射信號的時候使用信道反轉功率控制，發射機根據與接收機間的信道h_a驃來改變其傳輸功率,使接收機的接收功率為一個固定值：

P_a|h_ab|²＝Q；

式中，P_a為發射機的發射功率，h_ab為發射機到接收機的信道。

優選地，為P_a設置截斷值，使監測者處的檢測性能維持在可控限度，所述監測者處的檢測性能采用檢測錯誤概率衡量，其公式如下：

其中，代表發射機傳輸隱蔽消息的概率，代表發射機不傳輸隱蔽消息的概率，α是誤警率，β是漏警率。

優選地，采用截斷信道反轉功率控制方案，發射機只有在發射機到接收機的信道質量大于某個特定值時才傳輸隱蔽信息。

優選地，在所述截斷信道反轉功率控制方案中：

發射機的發射功率為：

其中，為發射機的最大功率限制；發射機只有當滿足時才發射信號，把該必要條件表示為考慮瑞利衰落分布，|h_ab|²的累積分布函數為進而得到的概率為：

其中，λ_ab表示發射機到接收機信道的平均值；