[发明专利]一种联合协作干扰与中继选择的无线隐蔽通信方法及系统

权利要求书

1.一种联合协作干扰与中继选择的无线隐蔽通信方法，其特征在于，源节点借助选定的中继节点将消息发送到其目的节点，检测者试图检测源节点和中继节点的无线传输行为的存在，选出部分其他空闲中继节点作为友好的干扰节点发送干扰信号，防止检测者检测到传输过程；其中协作干扰时，选中的中继节点以外的其他中继节点能作为干扰节点并产生人工噪声以混淆检测者，同时根据随机中继选择和最优中继选择尽可能减少对选中的中继节点和目的节点的干扰；

采用随机中继选择或最优中继选择；

针对随机中继选择和联合协作干扰传输模式设计源节点的传输策略，确定检测者的检测错误概率，并在给定的隐蔽需求和中断要求下，通过有效的数值搜索隐蔽速率最大化；

针对最优中继选择和联合协作干扰传输模式设计源节点的传输策略，确定检测者的检测错误概率，并通过数值搜索优化源节点的发射功率，在隐蔽需求的约束下最大化隐蔽率；

在用户资源有限，隐蔽需求较低的情况下，采用随机中继选择和联合协作干扰传输模式；在用户资源充足，隐蔽需求较高的情况下，采用最优中继选择和联合协作干扰传输模式。

2.根据权利要求1所述的联合协作干扰与中继选择的无线隐蔽通信方法，其特征在于，对于第一传输阶段，从友好中继J_i中选取除传输中继以外的部分其他中继作为干扰者，需要满足干扰者到选中的传输中继节点的信道增益小于阈值α，即|h_JiC|²α，

只有当从友好中继J_i到选中的传输中继节点的信道增益小于阈值α，即|h_JC|²α，其中J_i不是选中的传输中继节点时，任何其他的中继J_i才能被用作干扰，对于第二传输阶段，如果从友好干扰者J_i到目的节点的信道增益小于α，即|h_JiB|²α，则该友好干扰者J_i用作干扰。

3.根据权利要求1所述的联合协作干扰与中继选择的无线隐蔽通信方法，其特征在于，检测者试图判断源节点是否发送消息，H0表示，源节点不发送消息，H1表示发送消息，检测错误概率为检测者误判源节点是否发送消息的概率ζ，等于虚警概率P_FA和漏检概率P_MD之和，假警报意味着检测者判定H1，实际上是H0，漏检意味着检测者判定H0，但实际上是H1，隐蔽速率为源节点能秘密地向目的节点发送消息，同时在检测者保持高检测错误概率的可实现速率。

4.根据权利要求1所述的联合协作干扰与中继选择的无线隐蔽通信方法，其特征在于，一个时隙中继系统，其中使用准静态瑞利衰落来建模无线信道，在衰落的情况下，所有信道系数在一个时隙内保持不变，并且在不同时隙间独立变化，信道衰落系数遵循具有零均值和单位方差的复高斯分布，选中的中继节点以半双工模式工作，总系统带宽为1MHz。

5.根据权利要求1所述的联合协作干扰与中继选择的无线隐蔽通信方法，其特征在于，随机中继选择和联合协作干扰传输模式下，检测者从源节点/选中的中继节点接收的信号y_W由下式给出：

其中x_j是干扰节点发射出的信号，P_J是干扰节点使用的发射功率，J_i是干扰节点，其中i∈[0,l]，其中l是干扰节点的个数，P_T是源节点/中继节点的发射功率，x_k是源节点/中继节点发出的消息信号，为干扰节点到检测者的信道系数，h_kW为源节点/中继节点到检测者的信道系数，n_W为检测者附近的噪声服从分布