[发明专利]基于信道预测和用户QoS的安全接入方法

摘要

本发明公开了一种基于信道预测和用户QoS的安全接入方法，采用人工神经网络(ANN)对信道预测，确定系统容量是否有冗余，在满足统计时延QoS的情况下实现物理层安全传输。其中发送端、接收端和窃听者都采用多天线，信号经过安全编码、信道编码由发送端发送，接收端接收信号后先做信道解码再做安全解码，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；本发明能够在证时延QoS下选择最优物理层安全情况下提供最大安全传输容量。

主权项

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。