[发明专利]基于最优隐蔽性协议的物理层认证方法及系统

权利要求书

1.一种基于最优隐蔽性协议的物理层认证方法，是包含发射端和接收端的无线通信系统的物理层认证方法，其特征在于，

包括：

所述发射端基于最优隐蔽性协议向无线信道发射标记信号，所述标记信号包括认证信号和信息信号，在所述最优隐蔽性协议中，所述接收端向所述发射端反馈信噪比阈值，优化所述信息信号的能量分配因子和所述信噪比阈值；

所述接收端接收所述标记信号，基于所述最优隐蔽性协议，向所述发射端反馈信噪比阈值，对所述标记信号进行处理，获得保密认证概率；

基于接收的所述信息信号的信干噪比获得认证请求传输概率和隐蔽认证拒绝概率；并且

基于所述保密认证概率、所述认证请求传输概率和所述隐蔽认证拒绝概率计算出保密认证效率，以确定物理层认证的隐蔽等级，

根据优化的所述信噪比阈值和优化的所述能量分配因子，获取所述保密认证效率的最大值。

2.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：

在所述最优隐蔽性协议中，设置信噪比阈值μ满足其中，R_b表示常规信号速率，

能量分配因子需要满足下式(Ⅰ)：

其中，ε_ART是认证请求传输概率的下限，γ_b表示平均信噪比。

3.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：

在所述最优隐蔽性协议中，设置信噪比阈值μ满足μ＝0，

能量分配因子需要满足下式(Ⅱ)：

其中，R_b表示常规信号速率，ε_ACR表示隐蔽认证拒绝概率的上限，γ_b表示平均信噪比。

4.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：

所述优化的信噪比阈值μ满足下式(Ⅲ)：

其中，R_b表示常规信号速率，ε_ACR表示隐蔽认证拒绝概率的上限，ε_ART表示认证请求传输概率的下限。

5.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：

信道假设条件是所述接收端的信道状态信息已知。

6.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：

所述保密认证效率由下式(Ⅵ)计算得到：

η＝P_ART(1-P_ACR)P_SA (Ⅵ)，

其中，P_ART表示所述认证请求传输概率，P_ACR表示所述隐蔽认证拒绝概率，P_SA表示所述保密认证概率。

7.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：

所述信息信号的信干噪比由下式(Ⅶ)计算得到：

其中，表示所述信息信号的能量分配因子，表示所述认证信号的能量分配因子，所述标记信号分块发送，γ_b,i表示第i块标记信号在所述接收端的信道信噪比，h_b,i表示第i块标记信号的信道增益，表示所述接收端的噪声方差。

8.一种基于最优隐蔽性协议的物理层认证系统，其特征在于，

包括：

发射装置，所述发射装置基于最优隐蔽性协议向无线信道发射标记信号，所述标记信号包括认证信号和信息信号，在所述最优隐蔽性协议中，接收装置向所述发射装置反馈信噪比阈值，优化所述信息信号的能量分配因子和所述信噪比阈值；

接收装置，其包括：处理模块，其接收所述标记信号，基于所述最优隐蔽性协议，向所述发射装置反馈信噪比阈值，对所述标记信号进行处理，获得保密认证概率；计算模块，其基于接收的所述信息信号的信干噪比获得认证请求传输概率和隐蔽认证拒绝概率；以及判定模块，其根据所述保密认证概率、所述认证请求传输概率和所述隐蔽认证拒绝的概率计算出保密认证效率，以确定物理层认证的隐蔽等级，根据优化的所述信噪比阈值和优化的所述能量分配因子，获取所述保密认证效率的最大值。