1.基于多个源节点协作的无线防窃听通信方法,应用于通过无线信道进行数据传输的系统,其特征是,所述系统包括至少两个源节点、一个目的节点和至少两个窃听节点,该方法包括以下步骤:各源节点通过蓝牙方式进行数据交互,以使所有源节点同步发送相同的数据信息给目的节点;
根据主信道的相位与幅度衰落信息,各源节点对将要传输的数据信息进行预编码;
各源节点将各自预编码后的信息同时传输给目的节点,接着目的节点和窃听节点分别计算主信道和窃听信道的信道容量,进一步得出无线信道传输的安全容量及窃听概率。
2.根据权利要求1所述的基于多个源节点协作的无线防窃听通信方法,其特征是,所述各源节点对将要传输的数据信息进行预编码具体为:取最优预编码矩阵 其中W=[w1,w2,…,wM]T,wk表示第k个源节点的预编码系数,k=1,2,…,M,M为源节点个数;H=[h1,h2,…,hM]T,H表示主信道转移矩阵,hk为第k个源节点到目的节点之间的瞬时信道增益系数,k=1,2,…,M;则预编码后的数据信息为 其中 表示共轭转置运算,st为各源节点在时隙t发送给目的节点的相同的数据信息,其中t=1,2,3,…;Ts,Ts表示最大的传输时隙。
3.根据权利要求1所述的基于多个源节点协作的无线防窃听通信方法,其特征是,所述无线信道传输的安全容量及窃听概率的计算过程为:
1)源节点到目的节点间主信道容量 其中,P为M个源节点的总发射功率,N0为目的节点处的噪声功率,hm为第m个源节点到目的节点之间的瞬时信道增益系数,下标mc表示主信道;
当N个窃听节点独立窃听时,窃听信道的信道容量 其中gm,j表示第m个源节点到第j个窃听节点间的瞬时信道增益系数,*表示共轭运算,ε表示由N个窃听节点组成的集合,下标ec表示窃听信道,上标i表示窃听节点间相互独立;当N个窃听节点协作窃听时,窃听信道的信道容量表示为 上标c表示窃听节点间相互协作;
2)进一步计算N个窃听用户独立和N个窃听用户协作的情况下无线信道的安全容量和窃听概率,N个窃听用户独立时:
安全容量
窃听概率
N个窃听用户相互协作时:
安全容量
窃听概率
其中{a}+=max{a,0},Cs为安全容量,pint为窃听概率,上标i、c分别表示窃听节点独立和协作。
4.根据权利要求2所述的基于多个源节点协作的无线防窃听通信方法,其特征是,所述最优预编码矩阵W的计算过程为:目的节点接收到的信号y=WTH st+nd,其中nd表示目的节点处的噪声;目的节点接收到信号的瞬时信噪比为: 当且仅当时信噪比最大,即取最优预编码矩阵为 此时信噪比可以表示成
5.根据权利要求3所述的基于多个源节点协作的无线防窃听通信方法,其特征是,主信道容量和窃听信道容量的具体求法如下:信道信噪比为 利用香农容量公式,计算出主信道的信道容量为 当N个窃听节点相互独立窃听时,第j(j=1,2,3,…,N)个窃听节点窃听到的信号为:其中 表示第j个窃听节点处的噪声,窃听能力最强的窃听节点处的信噪比为其中N0表示第j个窃听节点处噪声信
号功率;当N个窃听节点协作窃听时,N个窃听节点采用最大比值合并,则窃听节点接收信号的总信噪比为每个窃听节点接收信号的信噪比之和 窃听信道容量