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专利号: 2024106023443
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:第一时隙,通过发送导频序列,估计通信网络内的信道状态信息,包括基站与近用户链路和近用户与远用户之间链路信道状态信息,根据信道状态,基站发送信号,发送的信号为远用户信号和近用户信号叠加信号或者仅发送近用户信号;第二时隙,近用户根据接收到的信息发送消息;

步骤S2:恶意检测节点根据接收到的信号进行二元检测,将收集到的平均功率与一个判断门限值进行比较,若高于门限值,判定系统有隐蔽信息在传输,若低于门限值,则判定系统没有隐蔽信息的传输;

步骤S3:对恶意检测节点检测性能和系统中断概率进行分析,得出系统的隐蔽性能和可靠性,在考虑系统的隐蔽性能和可靠性的约束下,通过优化功率分配系数比k,实现系统隐蔽吞吐量的最大化。

2.根据权利要求1所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:所述第一时隙中,若基站发送两用户的叠加信号,即为其中,xb(t)是近用户的信号,xc(t)是远用户的信号,Pa是基站的发送功率,αb与αc分别是两信号的功率分配系数,满足αb+αc=1,αb<αc,此时近用户和远用户的接收信号表达式为:式中,yb(t)为近用户的接收信号,yc(t)为远用户的接收信号,nb(t)和nc(t)是近用户和远用户处的噪声信号;

若 基站 只 发 送 近 用 户的 信 号 ,那么 近 用 户 的 接 收信 号 表 达 式 为hij代表节点i到节点j的信道系数,i∈{a,b},j∈{b,c,w},其中a,b,c,w分别表示基站,近用户,远用户和恶意检测节点。

3.根据权利要求2所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:所述步骤S1中若基站发送两用户的下行叠加信号,近用户和远用户在第一时隙解码,近用户首先解码xc(t),第一时隙近用户解码xc(t)的信干噪比为:式中, 为近用户处的噪声功率;然后近用户从接收的两个信号中消除掉xc(t),再解码自己的信号xb(t),其信噪比为:第一时隙远用户从接收信号中直接解码xc(t)时的信干噪比为:式中, 为远用户处的噪声功率。

4.根据权利要求3所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:所述第二时隙,近用户根据接收到的信号发送信息包括两种情况:若基站发送了xb(t)和xc(t),近用户充当中继向远用户转发xc(t),此时远用户的接收信号表示为:若基站只发送xb(t),近用户发送人工干扰噪声xj(t)。

5.根据权利要求1所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:所述步骤S2中恶意检测节点的接收信号为:式中,Pb为进用户的发送功率,Pj为人工干扰信号xj(t)的发送功率, 代表恶意检测节点在第一时隙接收到的信号, 代表恶意检测节点在第二时隙接收到的信号,nw(t)是恶意检测节点处的噪声信号,H0和H1分别代表基站进行了隐蔽通信和未进行隐蔽通信;

所述平均功率与一个判断门限值τ进行比较,具体检测规则为其中,M表示隐蔽信息码长,D0,D1分别代表恶意检测节点对基站是否进行了隐蔽传输的判断;假设传输信息码长为无限,即M→∞,那么恶意检测节点检测到的平均功率为:式中,Z是恶意检测节点处噪声信号nw(t)的功率,其概率密度函数为:2

式中, σ是估计噪声功率,ω(ω>1)是噪声不确定性。

6.根据权利要求5所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:所述步骤S3中对系统隐蔽性能进行分析时,需要计算恶意检测节点的错误检测概率,恶意检测节点的检测错误概率为:

1)当 恶意检测节

点的错误检测概率为:

对上述公式求导后发现,该情况下,错误检测概率先连续单调递增后连续单调递减,其*最佳检测门限值为τ =Δ2+z1,此时最小错误检测概率为:

2)当 恶意检测节

点的错误检测概率为:

很明显,此时最佳检测

门限值一定在区间[Δ1+z2,Δ2+z1]内,此时最小错误检测概率为零。

7.根据权利要求6所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:步骤S3所述系统中断概率包括:基站‑远用户的传输中断概率为:基站‑近用户的传输中断概率为:

式中,

为功率系数比,

Rb,Rc分别为xb(t)和xc(t)最低传输速率。

8.根据权利要求6或7所述基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法,其特征在于:所述步骤S3中在考虑系统的隐蔽性能和可靠性的约束下,优化功率分配系数比k,该问题表示为:η表示系统隐蔽吞吐量; 是近用户Bob的中断概率, 是远用户Carlo的中断概率;

为平均最小错误检测概率;δ表示系统可靠性;ε表示系统隐蔽性;

最佳k值分为以下三种情况:

*

1)当0<k<k1,在此区间,η连续递增,而 连续递减,因此最优功率系数分配比为k =k1;此k1为当 时,使得 最小的功率系数分配比;

*

2)当 此区间内,η和 均连续递减,此时k=max(k2,k3);

3)当 η在此区间内连续递减,而 连续递增,当k2>k3时,此问*

题无解;当k2<k3时,有k=k2;

综上,最优功率分配比值k如下:

9.利用权利要求1‑8任一项所述方法的基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输系统,其特征在于:包括基站,用于发送信号,发送的信号为远用户信号和近用户信号叠加信号或者仅发送近用户信号;

近用户节点,用于接收基站发送的信号,并解码信号,根据是否包含远用户的隐蔽信息在第二时隙选择转发隐蔽信息或者发送人工干扰信号;

远用户节点,用于解码接收到的隐蔽信息;

检测节点,用于接收无线信道中的信息,并进行判断是否有隐蔽信息的传输。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的基于协作非正交多址通信系统的隐蔽传输方法的步骤。