為了在噪聲不確定時實現(xiàn)瑞利衰落環(huán)境下的隱蔽無線通信,采用基于復(fù)高斯隨機編碼和波束成形的下行隱蔽無線通信方案,重點分析了隱蔽無線通信性能。首先,利用假設(shè)檢驗理論分析基于該方案通信的隱蔽概率;然后,給出并證明非法檢測方的最優(yōu)檢測門限,并進一步得到系統(tǒng)的平均隱蔽概率、連接中斷概率和隱蔽吞吐量閉式表達式;最后,通過聯(lián)合設(shè)計發(fā)射功率和目標(biāo)隱蔽速率,實現(xiàn)系統(tǒng)最大隱蔽吞吐量的優(yōu)化目標(biāo),并給出了基于分步搜索的相應(yīng)求解算法。仿真結(jié)果表明,波束成形技術(shù)能夠為隱蔽無線通信帶來一定增益;與考慮合法接收方不受噪聲不確定影響的理想情形相比,考慮合法接收方非理想情形時的隱蔽吞吐量有明顯下降,幾乎不受環(huán)境基本噪聲水平的影響。 

【文章來源】：通信學(xué)報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

最優(yōu)檢測門限的能圖2Willie最優(yōu)檢測門限設(shè)置示意情形221Pρσ<

第7期林鈺達等：噪聲不確定時基于波束成形的隱蔽無線通信性能分析·57·隱蔽性要求不同，Bob2的隱蔽吞吐量在δ=0時并不為零，這是因為噪聲不確定模型為對數(shù)均勻模型，對于給定的ρ，噪聲波動范圍始終有界，總存在一個非零目標(biāo)隱蔽速率R以達到零連接中斷概率，只要隱蔽性要求不完美，就能進一步實現(xiàn)正隱蔽吞吐量的無連接中斷隱蔽無線通信；而Bob3由于未采用波束成形技術(shù)對抗衰落信道的影響，通信始終存在一定的連接中斷概率，因此其隱蔽吞吐量在δ=0時降為零。圖6隱蔽吞吐量η隨隱蔽性要求ε的變化圖7隱蔽吞吐量η隨可靠性要求δ的變化圖8和圖9展示了本文所提的最大隱蔽吞吐量搜素算法的收斂性。從圖8可以看出，所提算法第一部分關(guān)于最優(yōu)發(fā)射功率P的二分搜索的收斂性較好，當(dāng)?shù)螖?shù)僅達到7次以上發(fā)射功率就已經(jīng)趨于穩(wěn)定，另外，改變搜索初始發(fā)射功率0P對迭代次數(shù)和收斂性影響很校從圖9可以看出，所提算法第二部分關(guān)于最大隱蔽吞吐量η的窮盡搜索與其搜索精度Δ無關(guān)，因為在這3種仿真參數(shù)設(shè)置下，η在目標(biāo)隱蔽速率[,]lrR∈RR區(qū)間是單調(diào)遞增的，最大隱蔽吞吐量總是在最優(yōu)目標(biāo)隱蔽速率rRR=時取得，所以此時與其窮盡搜索精度無關(guān)。綜合考慮，所提算法第一部分收斂性較好，時間復(fù)雜度較低，但是在得到P后η關(guān)于R的單調(diào)性和極值無法通過簡單的求導(dǎo)分析而直接確定，因此算法第二部分只能采取窮盡搜索，顯然該部分消耗資源更多，仍有待將來研究進行進一步優(yōu)化。圖8最優(yōu)發(fā)射功率P隨算法迭代次數(shù)k的變化圖9隱蔽吞吐量η隨窮盡搜索精度Δ的變化5結(jié)束語本文在噪聲不確定時

渦砸?蟛煌??Bob2的隱蔽吞吐量在δ=0時并不為零，這是因為噪聲不確定模型為對數(shù)均勻模型，對于給定的ρ，噪聲波動范圍始終有界，總存在一個非零目標(biāo)隱蔽速率R以達到零連接中斷概率，只要隱蔽性要求不完美，就能進一步實現(xiàn)正隱蔽吞吐量的無連接中斷隱蔽無線通信；而Bob3由于未采用波束成形技術(shù)對抗衰落信道的影響，通信始終存在一定的連接中斷概率，因此其隱蔽吞吐量在δ=0時降為零。圖6隱蔽吞吐量η隨隱蔽性要求ε的變化圖7隱蔽吞吐量η隨可靠性要求δ的變化圖8和圖9展示了本文所提的最大隱蔽吞吐量搜素算法的收斂性。從圖8可以看出，所提算法第一部分關(guān)于最優(yōu)發(fā)射功率P的二分搜索的收斂性較好，當(dāng)?shù)螖?shù)僅達到7次以上發(fā)射功率就已經(jīng)趨于穩(wěn)定，另外，改變搜索初始發(fā)射功率0P對迭代次數(shù)和收斂性影響很校從圖9可以看出，所提算法第二部分關(guān)于最大隱蔽吞吐量η的窮盡搜索與其搜索精度Δ無關(guān)，因為在這3種仿真參數(shù)設(shè)置下，η在目標(biāo)隱蔽速率[,]lrR∈RR區(qū)間是單調(diào)遞增的，最大隱蔽吞吐量總是在最優(yōu)目標(biāo)隱蔽速率rRR=時取得，所以此時與其窮盡搜索精度無關(guān)。綜合考慮，所提算法第一部分收斂性較好，時間復(fù)雜度較低，但是在得到P后η關(guān)于R的單調(diào)性和極值無法通過簡單的求導(dǎo)分析而直接確定，因此算法第二部分只能采取窮盡搜索，顯然該部分消耗資源更多，仍有待將來研究進行進一步優(yōu)化。圖8最優(yōu)發(fā)射功率P隨算法迭代次數(shù)k的變化圖9隱蔽吞吐量η隨窮盡搜索精度Δ的變化5結(jié)束語本文在噪聲不確定時的瑞利衰落環(huán)境下，采用一種基于復(fù)高斯隨機編碼和波束成形的下行隱蔽無線通

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于3D波束成形的隱蔽無線通信威脅區(qū)域構(gòu)建[J]. 林鈺達,金梁,黃開枝,韓乾.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2021(08)
[2]基于無線信道差異的隱蔽通信[J]. 王旭,金梁,樓洋明,張立健,林鈺達.  信號處理. 2021(01)

碩士論文
[1]無線通信網(wǎng)絡(luò)的隱蔽傳輸方案研究[D]. 王瀅.西安理工大學(xué) 2021



本文編號：3516112