[发明专利]基于信道预测和用户QoS的安全接入方法

权利要求书

1.基于信道预测和用户QoS的安全接入方法，其特征在于包括以下步骤：

S01：采用人工神经网络(ANN)对接收端Bob合法信道和窃听者Eve信道进行估计和预测，获取合法者和窃听者信道矩阵H_b、H_e，计算信干噪比SINR_b，SINR_e；

S02：计算合法用户Bob最大安全传输速率R_s：

R_s＝[log(1+SINR_b)-log(1+SINR_e)]⁺ (1)

S03：计算满足统计时延QoS需求下的安全有效容量需求，安全有效容量是定义在给定时延参数的条件下，系统可以获得的最大安全传输的速率,安全有效容量E_s(θ)为：

其中，E_ρ为对信道参数求期望，B为系统带宽，T_f为每帧时间长度，θ为统计时延QoS参数；时延参数θ越小，表示时延QoS要求越低；时延参数θ越大，表示时延QoS要求越高；

如果E_s(θ)≥R₀则继续执行下一步，否则终止传输并结束；

S04：计算采用物理层安全编码后的安全传输速率R_s'：

R_s'＝ηR_s (3)

其中，η{η∈(0,1)}为安全编码效率即使物理层安全编码为系统传输容量带来的损失，把(3)式代入公式(2)，再次计算满足统计时延QoS需求下的安全有效容量E_s'(θ)；

如果E_s'(θ)≥R₀则采用安全编码并进行传输，否则不采用安全编码进行传输并结束。

2.根据权利要求1所述的基于信道预测和用户QoS的安全接入方法，其特征在于：所述的合法接收端Bob和窃听者Eve的接收信号分别表示为：

其中，s*表示经过安全编码和信道编码的有用信号，其功率假定为E{s^*|²}＝1，t表示有用信号的波束成型矢量，||t||₂＝1，P表示发射信号总功率。

3.根据权利要求2所述的基于信道预测和用户QoS的安全接入方法，其特征在于：所述的合法接收端Bob和窃听者Eve的接收信干噪比SINR_b，SINR_e分别表示为：

其中，g₁＝H_bt，g₂＝H_et，为合法接收端信噪比，窃听者接收信噪比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于信道预测和用户QoS的安全接入方法，其特征在于：发射端、接收端和窃听者都采用多天线，信号经过安全编码、信道编码由发射端发送，接收端接收信号后先做信道解码再做安全解码。

5.根据权利要求4所述的基于信道预测和用户QoS的安全接入方法，其特征在于：在发射端Alice做信道预测，在满足时延QoS条件下决定是否采用安全编码。