[发明专利]一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信模型及方法

说明书

本发明提供的一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信模型及方法，包括一个发射机、一个目标接收机、一个监听方、以及N个协作节点，其中，所述发射机发出的隐蔽信号和协作节点发出的人工噪声信号均发送至目标接收机；所述监听方用于实时接收发射机发出的隐蔽信号和协作节点发出的阻塞信号；本方法以隐蔽吞吐量为评估指标，通过设计阻塞节点选择准则并优化相关传输参数，在保证监听方检测错误率高于某一阈值的条件下，使系统始终工作在隐蔽吞吐量最优的环境；本发明进一步增加了监听方探测到隐蔽信息的难度，使得无线网络中隐蔽通信的实现更为容易，隐蔽吞吐量更高，提升了隐蔽信息传输的性能。

技术领域

本发明涉及无线网络中的无线隐蔽通信方法研究，特别涉及一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信模型及方法。

背景技术

近年，人们对无线设备的依赖性快速增长，但是由于无线通信的广播性质，无线通信的安全性和隐私性受到越来越多的关注，无线通信安全是任何通信系统所需要面临的核心问题。安全和隐私在现有和未来的无线网络中是至关重要的，因为大量的机密信息(例如信用卡信息、军事信息等)是通过开放的无线介质传输的。虽然传统的信息安全技术可以提供保护，通过加密防止窃听，但是，最近几年的研究已经表明，即使是最强大的加密技术也可以被一个坚定的对手打败。另一方面，物理层安全手段虽然利用无线介质的动态特性来最大程度地减少窃听者获取的信息。但是，它并不能提供对传输本身检测的防护，因为加密的传输首先会引起窃听者怀疑，并引起窃听者的进一步探测。

于是，隐蔽通信的需要日益广泛，隐蔽通信的目的是使两个用户之间能够进行无线传输，同时保证该用户的被检测到概率可以忽略不计。这种强大的安全性(即无线隐蔽通信)在无线通信的许多应用场景中是需要的，例如秘密军事行动，车辆特设网络中的位置跟踪以及传感器网络或物联网的互通。

近来已有诸多学者进行了无线隐蔽通信方面的研究，提出了许多经典的通信场景模型，例如基于全双工接受器的隐蔽通信模型和基于贪婪中继的隐蔽通信模型等，但这些模型都只有一个干扰源，而现实的无线通信中受到的干扰并非单一的，甚至还可能通过许多用户间的协作干扰来达成传输隐蔽信息的目的。由此可见，对更为现实场景的研究是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信模型及方法，解决了现有建立的无线隐蔽通信模型场景单一，导致无线通信的隐蔽仍存在一定风险的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信模型，包括一个发射机、一个目标接收机、一个监听方、以及N个协作节点，其中，所述发射机发出的隐蔽信号和协作节点发出的人工噪声信号均发送至目标接收机；所述监听方用于实时接收发射机发出的隐蔽信号和协作节点发出的阻塞信号。

优选地，所述发射机、目标接收机、监听方以及协作节点均配置有单根天线。

一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信方法，基于所述的一种基于多节点协作干扰阻塞的无线隐蔽通信模型，包括以下步骤：

步骤1，当前时隙发射机与目标接收机之间建立通信链路；目标接收机通过信道训练获取通信链路的信道状态信息，设定上下行信道互易，且发射机已知目标接收机和协作节点的位置信息；

步骤2，设定筛选阈值，根据筛选阈值在N个协作节点中选取阻塞节点；

步骤3，根据步骤2中选取的阻塞节点，计算监听方的检测错误概率、以及发射机和目标接收机间的通信中断概率；

步骤4，根据步骤3得到的监听方的检测错误概率、以及发射机和目标接收机间的通信中断概率，计算发射机和目标接收机之间的隐蔽吞吐量；

步骤5，根据步骤4中得到的多个隐蔽吞吐量中的最大的隐蔽吞吐量对应的筛选阈值，确定阻塞节点的数量。