1.一种具有全双工基站蜂窝网络的D2D隐蔽通信系统，其特征在于：包括全双工基站FD-BS、半双工蜂窝用户CU、半双工D2D发送者DT、半双工D2D接收者DR和半双工窃听者Willie；

所述的半双工通信终端均为单天线，所述全双工基站FD-BS具有M个接收天线和N个发送天线，全双工基站FD-BS利用同一频谱资源同时发送和接收信息，其存在的剩余自干扰RSI为噪声级别；

所述半双工蜂窝用户CU的上行链路和下行链路均采用正交的频谱资源，且相互之间不存在干扰；所述半双工D2D发送者DT和半双工D2D接收者DR组成D2D通信链路，且与半双工蜂窝用户CU的上行通信链路共享频谱资源；

所述半双工窃听者Willie采用检测器对D2D通信链路进行监听，探测其是否进行隐蔽信号的传送；

上述系统中存在八条通信链路，包括三条期望通信链路、一条窃听链路DT-Willie和四条干扰链路；三条期望通信链路分别为蜂窝通信链路CU→BS、D2D通信链路DT→DR和人工噪声通信链路FD-BS→Willie；四条干扰链路分别为CU→Willie、CU→DR、DT→FD-BS和FD-BS→DR。

2.一种基于权利要求1所述的具有全双工基站蜂窝网络的D2D隐蔽通信系统的通信方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)构建具有全双工基站FD-BS的D2D隐蔽通信模型，并对系统各通信链路参数进行配置和初始化，即：D2D发送者DT发送隐蔽信号至D2D接收者DR；半双工蜂窝用户CU发送蜂窝信号至全双工基站FD-BS，同时全双工基站FD-BS发送时变的人工噪声信号至窃听者Willie；

窃听者Willie对D2D通信链路是否进行隐蔽信号的传送进行监听和探测；

(2)计算全双工基站FD-BS的D2D隐蔽通信模型的隐蔽性，并以窃听者Willie接收端的平均最小错误检测概率AMEP作为衡量标准，然后根据全双工基站FD-BS的发送天线N的个数为单个和多个来分别计算其对应的AMEP；

(3)计算全双工基站FD-BS的D2D隐蔽通信模型的吞吐量，即：通过建立吞吐量计算模型，然后根据全双工基站FD-BS的接收和发送天线个数，最终通过优化搜索算法求得吞吐量。

3.根据权利要求2所述的具有全双工基站蜂窝网络的D2D隐蔽通信系统的通信方法，其特征在于：所述步骤(1)中建立具有全双工基站FD-BS的D2D隐蔽通信模型的具体方法为：(1.1)全双工基站FD-BS的发送天线和接收天线之间的剩余自干扰RSI为噪声级别，其功率建模为 其中ρ为剩余自干扰RSI衡量系数， 为全双工基站FD-BS接收到的噪声功率；全双工基站FD-BS发送的人工噪声功率服从均匀分布；

(1.2)当全双工基站FD-BS的发送天线和接收天线满足N＝M＝1时，发送的人工噪声信号将干扰窃听者Willie对D2D通信链路的检测，同时将对接收者DR的信号接收产生干扰；当N≥2时，对人工噪声信号进行设计，消除对接收者DR的干扰，且当全双工基站FD-BS的接收天线M≥2，可减小蜂窝通信链路的中断概率，从而提高吞吐量。

4.根据权利要求2所述的具有全双工基站蜂窝网络的D2D隐蔽通信系统的通信方法，其特征在于：所述步骤(2)中窃听者Willie的平均最小错误检测概率AMEP的计算方法为：其中，Pe和Pe(N)为窃听者Willie的错误检测概率，τ为窃听者Willie的检测阈值；基于D2D的发送者DT和全双工基站FD-BS无法获取检测阈值τ的数值，考虑最小错误检测概率和 hbw和hbw分别为全双工基站在发送天线N＝1和N≥2时通信链路FD-BS→Willie的小规模信道衰落参数；htw为通信链路DT→Willie的小规模信道衰落参数；

根据全双工基站FD-BS的发送天线N＝1和N≥2时，分别采用以下的计算方法：(2.1)当全双工基站FD-BS的发送天线N＝1时，窃听者Willie的错误检测概率满足Pe＝PFA+PMD；PFA为窃听者Willie的虚警概率，其计算公式为PMD为窃听者Willie的漏警概率，其计算公式为

H0表示D2D通信链路未进行隐蔽信号的

传送，H1表示D2D通信链路有隐蔽信号的传送；Yw为窃听者Willie在单个块内收到的信号功率的平均值；Pc，Pb和Pt分别为蜂窝信号，人工噪声信号和D2D隐蔽信号的发送功率；hcw，Lcw为CU→Willie通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数，htw，Ltw为DT→Willie通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数，hbw，Lbw为FD-BS→Wiliie通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数；大规模衰落参数为Lij＝(d0/dij)α,其中d0为参考距离，α为路径损耗因子，dij为通信端点i和通信端点j之间的距离，i表示{t,b,c}，j表示{b,r,w}；τ为窃听者Willie的检测阈值， 为窃听者Willie接收的噪声功率；

通过计算上述虚警概率PFA和漏警概率PMD以及Pe＝PFA+PMD，可得错误检测概率为以下两种情况：其中 ，式 中各 参 数 分 别为

Pmax为人工噪

声的最大发送功率；

上述两种情形下的最小错误检测概率分别为：当ω2≥ω3时，min(Pe)＝1-PtLtw|htw|2/PmaxLbw|hbw|2；当ω2≤ω3时,min(Pe)＝0；对公式(1)进行分析，转化为计算得出平均最小错误检测概率AMEP为

(2.2)当全双工基站FD-BS的发送天线N≥2时，窃听者Willie的相应虚警概率为：窃听者Willie的漏警概率为

其中，hbw为全双工基站FD-BS和窃听者Willie之间的小规模衰落向量；xb＝WANxAN为人工噪声信号，将其设计为WANhbr＝0，WAN为权重向量，hbr为全双工基站FD-BS和接收者DR之间小规模衰落向量，且||hbwxb||2＝||hbwWAN||2/(N-1)；此时的错误检测概率Pe(N)等于虚警概率PFA和漏警概率PMD之和，求解其对应的最小错误检测概率为：当ω5≥ω6时，min[Pe(N)]＝1-

2 2

PtLtw|htw| (N-1)/PmaxLbw||hbwWAN|| ；当ω5≤ω6时，min[Pe(N)]＝0；其中此时，将公式(1)展开为计算得出平均

最小错误检测概率AMEP为：

其中，Λ＝PmaxLbw/Pt Ltw。

5.根据权利要求2所述的具有全双工基站蜂窝网络的D2D隐蔽通信系统的通信方法，其特征在于：所述步骤(3)中吞吐量的详细计算方法为：(3.1)当全双工基站FD-BS的发送和接收天线满足N＝M＝1时，吞吐量的计算公式为：其中， 为平均最小错误检测概率AMEP，ε为允许的错误检测概率，Pt为D2D通信链路隐蔽信号的发送功率，θd＝Rd(1-Pco)(1-Pdo)为D2D通信链路可实现的平均通信速率，Rd为D2D通信链路需求的通信速率，Pco为蜂窝通信链路的中断概率，Pdo为D2D通信链路的中断概率，此时具体计算过程如下：

1)求解可实现的平均通信速率；首先，计算蜂窝通信链路的中断概率为Pco＝P{log2(1+γc)}，其中， 为蜂窝通信链路的信号与干扰加噪声比SINR， 为全双工基站FD-BS的剩余自干扰RSI功率， 为全双工基站FD-BS收到的噪声功率，hcb，Lcb为CU→FD-BS通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数，htb，Ltb为DT→FD-BS通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数；然后，计算D2D通信链路的中断概Pdo＝P{log2(1+γd)}，其中， 为接收者DR的噪声功率，htr，Ltr为DT→DR通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数，hcr，Lcr为CU→DR通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数，hbr，Lbr为FD-BS→DR通信链路的小规模衰落参数和大规模衰落参数；通过计算可知，蜂窝通信链路和D2D通信链路的中断概率分别为：基于公式θd＝Rd(1-Pco)(1-Pdo)，得

2)求解吞吐量；根据给定的允许错误检测概率ε，公式(2)中 是关于隐蔽信号发送功率Pt的单调递减函数，计算公式 求解发送者DT的可获得的最大发送功率Ptm(Ptm≤Ptmax)，其中Ptmax为发送者DT自身决定的最大发送功率；采用搜索算法在区间(0，Ptm]内，获得隐蔽信号的最优发送功率 使得公式(5)取得最大值，即求得吞吐量；

(3.2)当全双工基站FD-BS的发送和接收天线满足N≥2，M≥2时，吞吐量的计算采用如下公式：其中，θd(M)为此种情形下可实现的平均通信速率， 为相应的平均最小错误检测概率AMEP，此时具体计算过程如下：

1)求解可实现的平均通信速率θd(M)＝Rd(1-Pco)(1-Pdo)，蜂窝通信链路SINR为其中htb为DT→FD-BS通信链路的小规模衰落参数向 量。由Pco＝P {log2(1+γc)} ，可 计算蜂窝通信链路的中断概 率式中W(*)为蕙

特克函数， D2D通信链路的信噪比SNR

为 由Pdo＝P{log2(1+γd)}，可得

可得可实现的平均通信速率

为：

2)当全双工基站FD-BS的发送天线N→∞时，求得平均最小错误检测概率的极限值为是关于隐蔽信号发送功率Pt的单调函数；根据允许的错误检测概率ε，计算公式 可得发送者DT的最大发送功率Ptm(Ptm≤Ptmax)；进一步采用搜索算法在区间(0，Ptm]内，求解隐蔽信号的最优发送功率使得公式(7)取得最大值，即吞吐量；否则，在区间(0，Ptmax]区间内满足 的前提下，求解隐蔽信号的最优发送功率 使

得公式(7)取得最大值，即吞吐量，其中Ptmax为发送者DT自身决定的最大发送功率。