[发明专利]一种基于多通道的物理层安全传输方法

权利要求书

1.一种基于多通道的物理层安全传输方法，定义Bob可用的信道数目为K，Eve随机监听多个信道，同时监听的信道数量为K_E，0≤K_E≤K，各信道被监听的概率为p_E,k∈[0,1]，k＝1,...,K；其特征在于，安全传输方法包括以下步骤：

S1、Alice对原始文件S进行分组编码，编码后总数据量为Q，对其进行等长或不等长的分块处理，得到N个数据块；

S2、Alice在K条信道上进行分流传输，定义第k条信道上所分配的传输块数量为N_k，Bob的译码条件M_B和Eve的译码条件M_E相同，译码所需的最小块数为：M＝M_B＝M_E≤N，各信道的传输时延下限为τ_max，ε_B,k为Bob在H_k信道上的接收误块率，ε_E,k为Eve在H_E,k信道上的接收误块率，各信道带宽为W₀，各信道发射功率为P_k，R_k为Bob的信息传输速率，k＝1,...,K，定义能量效率此时优化目标由最大化能量效率转化为求解最小的总发射功率；

各信道发射功率P_k和数据块数目N_k的设计方法是：

在保证Bob的业务时延需求和安全性能的前提下，以最小化Alice端的总发射功率为目标，建立优化问题：

其中，第一个约束是Bob端保证数据块传输完成的传输时延需求，第二个约束是为了保证Bob能够正确解码原始文件，第三个约束是保证Eve无法解码原始文件，第四个为数据块约束；

通过求解优化目标，得到Alice的资源分配方案，具体为：

利用优化目标约束条件(2)和(4)，求解出Bob成功恢复原始文件的可行集，在可行集约束下，根据时延约束(1)，利用凸优化工具包求解最小的总发射功率，对应能量效率的最大值，根据能量效率的数值解，根据约束条件(4)，获取保证Eve无法解码的数据块和功率分配的数值解，即可获得Alice端在各信道发射功率P_k和数据块数目N_k分配。