[发明专利]一种可穿戴设备数据安全传输智能调度方法

权利要求书

1.一种可穿戴设备数据安全传输智能调度方法，将观测的数据包优先级、信道状态、接收干扰功率和误码率状态信息输入深度网络得到可穿戴设备的发射功率和加密密钥长度，实现功率和密钥的联合优化；该方法适应动态变化的无线体域网环境，提高系统的保密速率抵御主动窃听攻击，并节省设备能耗，其特征在于包括以下步骤：

1)设定一个可穿戴设备通过无线网络与一个协调器相连；

2)构建深度网络：协调器用四个全连接层构建网络A并初始化权重参数θ为0；其中，网络A的第一层全连接层由3个神经元构成，第二层和第三层全连接层由64个神经元构成，第四层全连接层由33个神经元构成；协调器同样也使用四个全连接层构建网络B并初始化权重参数ζ为0；其中，网络B的第一层全连接层由3个神经元构成，第二层和第三层全连接层由64个神经元构成，第四层全连接层由1个神经元构成；协调器初始化网络A的旧权重参数ω为0，设置效益权重参数c₀＝0.1、c₁＝1、c₂＝0.5和c₃＝0.5；初始化输入序列长度L＝10，折扣因子γ＝0.3，超参数ε＝0.1；

3)协调器接收到可穿戴设备发来的传输请求消息，估计信道状态，然后估计接收到的干扰功率，具体步骤为：在第k时隙，协调器接收到可穿戴设备发来的包含数据包优先级χ^(k)和数据量大小w^(k)的传输请求消息，利用线性最小均方误差来估计它与可穿戴设备之间的信道状态h^(k)，然后采用加权最小二乘算法估计接收到的干扰功率p^(k)；

4)协调器构建当前系统观测状态s^(k)；

5)协调器将发射功率和加密密钥长度方案发送给可穿戴设备，具体方法为：协调器将s^(k)输入网络A，得到一个可穿戴设备数据传输策略的概率分布π_θ(x^(k)|s^(k))，根据π_θ(x^(k)|s^(k))采样得到发射功率和加密密钥长度方案，然后将该方案发送给可穿戴设备；

6)可穿戴设备用ECDH算法生成长度为的密钥，根据Rijndael加密算法用该密钥加密数据，然后以功率将加密后的数据发送给协调器；

7)协调器估计误码率并计算收益；

8)协调器将可穿戴设备数据传输的经验存入缓存，从缓存中顺序地取出历史抗窃听经验，计算优势值E_k；

9)协调器采用Adam优化算法更新网络A的权重参数和网络B的权重参数；

10)将k时隙更新的网络A的权重参数θ赋值给k-1时隙网络A的旧权重参数ω后，协调器清空缓存，重复步骤2)～10)，直到保密速率保持稳定且大于保密速率阈值υ且可穿戴设备的能耗τι。

2.如权利要求1所述一种可穿戴设备数据安全传输智能调度方法，其特征在于在步骤1)中，所述设定一个可穿戴设备通过无线网络与一个协调器相连的具体方法为：

在无线体域网中，可穿戴设备的传输功率x₀的变化范围是从0到P₀，分为N个等级，即x₀∈{iP₀/N∣1≤i≤N}；根据Rijndael加密算法，可穿戴设备可选的加密密钥长度有M种，记为{l₁,l₂,...,l_M}。

3.如权利要求1所述一种可穿戴设备数据安全传输智能调度方法，其特征在于在步骤4)中，所述协调器构建当前系统观测状态s^(k)的具体步骤为：根据上一时隙估计的误码率ρ^(k-1)、信道状态h^(k)和接收到的干扰功率p^(k)，协调器构建s^(k)＝[χ^(k),h^(k),p^(k),ρ^(k-1)]。