1.一种针对可移动窃听者的多天线隐蔽通信方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,进行以下设置:
(1)固定信源a和信宿b的初始位置,分别为信源a(xa,ya),信宿b(xa,ya+rab);
(2)信源a和窃听者w距离须大于r以防止被发现,并且必须小于r0以保证在a传输范围内,定义ab、aw、bw间距离分别用rab、raw、rbw表示;其中,r表示a与w间允许的最小距离,r0表示a发射信号的最远传播距离;
(3)用户之间信道衰减服从瑞分布和大尺度衰落的叠加
(4)信源端多天线采取编码矩阵为
(5)信源a的信息发送功率pa不超过其上限功率pamax,信息传输速率r不低于其可以正确解调的门限值rth,信宿b的人工噪声干扰功率pb不超过其上限功率值pbmax;
(6)窃听者w的在其探测位置w上,通过判断窃听者w接收到的信号功率pw的大小来判断a、b之间的通信是否进行:当信号功率pw高于预先设定的探测功率的门限值ξ时,判定a、b之间进行信源与信宿通信,否则判定二者没有通信;上述判断是否正确存在一定的概率,当w判断正确时会对通信双方进行干预,此时隐蔽通信被迫中断;w正确判断的概率定义为隐蔽中断概率po;
(7)在步骤(6)中构成的最差通信状态下,通过合理安排信息发送功率pa、信息传输速率r、干扰噪声功率pb使隐蔽传输连接吞吐量rcth最大化,同时保证隐蔽通信中断概率po不超过隐蔽通信中断概率允许的上限值∈;所述隐蔽传输连接吞吐量rcth是信道连接概率pc与r的乘积大小,其中pc定义为r不超过其信道容量c的概率大小;
第二步,根据第一步的具体设置,通过计算并分析po的单调性与w和ξ的关系来获取最佳探测功率的门限值p和最佳探测位置w*,使窃听者正确检测到信源a和信宿b之间是否进行通信这一事实的隐蔽中断概率po最大化,其中最佳检测功率门限值如公式(2)所示,最佳探测地点如公式(3)所示:
w*=(xa,ya-r)(3)
式中,α为幂指数,由通信双方具体的信道环境确定;
因此,当窃听者w在最佳探测位置w*并以最佳探测功率的门限值
根据定义,信源与信宿间的连接概率pc可表示成如公式(5)所示:
通过∈求出pa/pb的上限值如公式(6)所示:
式中:
设置pa/pb为公式(6)中上限值,即
第三步,通过牛顿迭代法求解出使rcth最大化的最佳传输速率值。
2.根据权利要求1所述的一种针对可移动窃听者的多天线隐蔽通信方法,其特征在于,所述的第三步具体步骤如下:
3.1)设置初始传输速率为r0;
3.2)公式(7)中,为计算简便引入β=er-1,因此传输连接吞吐量rth(β)如公式(8)所示:
3.3)设定初始值β=β0,计算
3.4)若|β1-β0|小于预设的误差值δ,则β=β1直接转至步骤3.5);否则令β0=β1并跳转回步骤3.3);
3.5)求出使rcth最大化的最佳传输速率r*=ln(β+1),以及相对应的最佳隐蔽传输连接吞吐量r*cth。