西安理工大学惠鏸获国家专利权
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龙图腾网获悉西安理工大学申请的专利认知无线电网络中基于用户公平性的隐蔽传输方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116367146B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310409992.2,技术领域涉及:H04W12/02;该发明授权认知无线电网络中基于用户公平性的隐蔽传输方法是由惠鏸;王丽;宋佳乐设计研发完成,并于2023-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本认知无线电网络中基于用户公平性的隐蔽传输方法在说明书摘要公布了:本发明公开了认知无线电网络中基于用户公平性的隐蔽传输方法,步骤1:建立存在多个二级用户的认知无线电网络;步骤2:在认知无线电网络中,主用户源节点到主用户接收节点进行信息传输,多个二级用户发射节点到二级用户目的节点进行隐蔽传输;从多个二级用户发射节点中选择一个合适的发射节点发送隐蔽信息,同时选择一个合适的干扰节点发送人工噪声;非法用户对二级用户发射节点是否发送隐蔽信息进行检测;步骤3:在隐蔽约束和主用户允许的最大干扰约束下,获得二级用户发射节点和干扰节点的最佳发射功率;提出了公平性节点选择方法。本发明可有效降低非法用户的检测性能,显著提高用户之间信息传输的公平性和系统的隐蔽传输速率。
本发明授权认知无线电网络中基于用户公平性的隐蔽传输方法在权利要求书中公布了:1.认知无线电网络中基于用户公平性的隐蔽传输方法,其特征在于,具体按照如下步骤进行: 步骤1:建立存在多个二级用户的认知无线电网络;所述认知无线电网络包含一个主用户源节点,一个主用户接收节点,个二级用户发射节点,一个二级用户目的节点,以及一个非法用户; 步骤1具体为: 认知无线电网络中的任一节点仅配备单根天线,工作在半双工模式下,每一个传输周期包含M个时隙,每个时隙内只允许一个节点传输隐蔽消息,假设任意两节点之间的信道为准静态瑞利衰落信道,即信道衰落系数在同一传输时隙内保持不变,在不同时隙内独立且随机地变化,将节点T到R,T到D,到D,到R,到W的信道衰落系数分别用,,,,表示,假设,,,,分别服从均值为零、方差为,,,,的循环对称复高斯分布;假设所有接收端噪声均为独立的零均值加性高斯白噪声,噪声功率大小为; 步骤2:在认知无线电网络中,主用户源节点到主用户接收节点进行信息传输,多个二级用户发射节点到二级用户目的节点进行隐蔽传输;从多个二级用户发射节点中选择一个合适的发射节点发送隐蔽信息,同时选择一个合适的干扰节点发送人工噪声;非法用户对二级用户发射节点是否发送隐蔽信息进行检测; 步骤2具体为: 步骤2.1、主用户源节点向主用户接收节点发送信息,主用户接收节点接收到的信息如公式1所示: 1; 其中,和分别是主用户源节点的发射功率和发送的信号,且满足,和被选二级用户发射节点的发射功率和发送的信号,且满足;和分别表示被选干扰节点的发射功率和发送的人工噪声,且满足,服从的均匀分布,是主用户接收节点处的白噪声; 步骤2.2、被选二级用户发射节点记为,同时选择一个合适的节点发送人工噪声,被选干扰节点记为,假设和二级用户目的节点是合作的,二级用户目的节点对人工噪声进行消除,用和分别表示二级用户发射节点未发送和发送信息的情况,二级用户目的节点接收到的信息如公式2所示: 2; 其中,,表示第个传输时隙,表示处的白噪声; 在下,二级用户发射节点到二级用户目的节点的信息传输速率如公式3所示: 3; 依据安全中断概率的定义,系统安全中断概率如公式4所示: 4; 其中,为系统的目标传输速率,将公式3代入公式4,此时,系统安全中断概率如公式5所示: 5; 依据隐蔽传输速率的定义,得到系统的隐蔽传输速率如公式6所示: 6; 将公式5代入公式6,进一步得到系统的隐蔽传输速率公式如公式7所示: 7; 其中,; 步骤2.3、非法用户对二级用户发射节点是否发送隐蔽信息的情况进行检测时,其接收到的信息如公式8所示: 8; 其中,表示处的噪声; 对于二级用户发射节点是否向二级用户目的节点发送隐蔽信息,非法用户通过Neyman-Pearson准则判断二级用户隐蔽信息的传输情况,判决公式如公式9所示: 9; 其中,为非法用户的平均接收功率,为非法用户的判决门限,当时,非法用户认为二级用户发射节点发送了隐蔽信息,此时判决结果用表示;而时,非法用户认为二级用户发射节点不发送隐蔽信息,此时判决结果用表示; 假设在一个通信阶段内符号传输次数趋于无穷,即,非法用户接收的平均功率如公式10所示: 10; 将漏检率和误检率分别表示为和;漏检率和误检率之和得到检测者的检验错误概率如公式11所示: 11; 当系统满足时,将判决门限设置到最优判决门限,系统的最小检验错误概率如公式12所示: 12; 将得到最小检验错误概率的均值如公式13所示: 13; 步骤3:在隐蔽约束和主用户允许的最大干扰约束下,获得二级用户发射节点和干扰节点的最佳发射功率;提出了公平性节点选择方法; 步骤3的具体为: 步骤3.1、为使传输过程不被非法用户获知,要求非法用户最小检验错误概率满足条件如公式14所示: 14; 其中,为隐蔽条件的阈值; 为使二级用户的传输小于主用户的干扰阈值,要求其发送功率满足条件如公式15所示: 15; 是主用户允许的最大干扰阈值; 通过公式14和公式15的约束条件,得到二级用户发射节点的最佳发射功率为公式16,干扰节点的最佳干扰功率如公式17所示: 16; 17; 其中,将公式16代入公式7系统的隐蔽传输速率中,进一步得到系统的隐蔽传输速率如公式18所示: 18; 其中,; 步骤3.2、从公式18中得到,隐蔽传输速率的大小和用户之间的信道条件有关,选择作为干扰节点,令,选择作为发射节点,提出兼顾传输速率与公平性的节点选择方案,干扰节点和二级用户发射节点分别通过公式19和公式20得到: 19; 其中,,令; 20; 其中: ; 公式19、公式20代入到公式18,得到系统的隐蔽传输速率如公式21所示: 21; 对公式21进一步求解,得到系统隐蔽传输速率的表达式如公式22所示: 22; 其中: 首先,令,对求其概率密度函数为公式23: 23; 其次,令,对求其概率密度函数为公式24: 24; 最后,令,对求其概率密度函数为公式25: 25; 其中,为指数积分函数,。
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