1.一种考虑中继信任度的保证信息传输安全的中继功率设置方法,其特征在于,包括:获取当前网络的基本配置信息,所述基本配置信息中包含中继发送功率;
将消息传输过程分为由发送者发送至中继节点的第一时隙以及中继节点发送至接收者的第二时隙,并结合所述基本配置信息,得到对应的消息速率公式,所述消息速率公式包括第一时隙中中继节点及窃听者接收到的消息速率公式和第二时隙中接收者及窃听者接收到的消息速率公式;
设置中继节点的中继信任度,结合所述消息速率公式,得到平均保密速率,并以所述平均保密速率、中继发送功率、中继信任度为约束建立对应的优化模型;
在所述优化模型中,以接收者接收信息的消息速率最大为目标,分别以中继节点接收信息的消息速率大于接收者接收信息的消息速率、中继节点接收信息的消息速率小于接收者接收信息的消息速率为条件,综合计算得到中继信任度的条件公式以及中继发送功率的计算公式;
根据所述中继信任度的条件公式以及中继发送功率的计算公式,推导得到中继信任度与中继发送功率之间的关系公式,结合实际安全需求对应的实际中继信任度,得到对应的中继节点的最小实际发送功率;
所述将消息传输过程分为由发送者发送至中继节点的第一时隙以及中继节点发送至接收者的第二时隙,并结合所述基本配置信息,得到对应的消息速率公式,包括:在所述第一时隙中,发送者发送信息至中继节点i,中继节点i接收到的消息速率为:其中,Rsi为中继节点i接收的消息速率,Ps为发送者发送信息至中继节点i的功率,gsi为发送者和中继节点i之间的信道系数, 为中继节点i处的加性高斯白噪声的方差;
在所述第一时隙中,发送者发送信息至中继节点i,窃听者接收到的消息速率为:其中,ye1为窃听者接收的消息速率,gse为发送者和窃听者之间的信道系数,x为发送者发送的信息信号,ne为窃听者处的加性高斯白噪声;
在所述第二时隙中,中继节点i发送信息至接收者,接收者接收到的消息速率为:c
其中,Rid为接收者接收的消息速率,Pi 为中继节点i发送信息至接收者的功率,gid为中继节点i和接收者之间的信道系数, 为接收者处的加性高斯白噪声的方差;
在所述第二时隙中,中继节点i发送信息至接收者,窃听者接收到的消息速率为:其中,ye2为窃听者接收的消息速率,gie为中继节点i和窃听者之间的信道系数,xc为中继节点i发送的信息信号;
所述设置中继节点的中继信任度,结合所述消息速率公式,得到平均保密速率,包括:计算在第一时隙和第二时隙中,窃听者窃听到的总消息速率为:其中,σe为窃听者处的加性高斯白噪声的方差;
将中继节点i的信任度设置为αi,中继节点i以概率αi转发发送者的信息至接收者,接收者接收信息的平均保密速率为所述优化模型,包括:
所述优化模型包含的三个约束条件分别包括:
约束1:
c
约束2:0<Pi≤Pmax
约束3:0≤αi≤1
其中,约束1为平均保密速率约束,为平均保密速率的下限;
约束2为中继发送功率约束,Pmax为中继节点i的发送功率上限;
约束3为中继信任度约束;
所述分别以中继节点接收信息的消息速率大于接收者接收信息的消息速率、中继节点接收信息的消息速率小于接收者接收信息的消息速率为条件,包括:条件1:中继节点接收信息的消息速率大于接收者接收信息的消息速率,Rsi>Rid;
若要满足条件1,则中继节点i的发送功率应满足:则约束1演变为 将中继节点i接收到的消息速率公式及窃听者窃听到的总消息速率公式代入约束1,得到条件1的情况下中继信任度的满足条件及对应的中继发送功率取值;
条件2:中继节点接收信息的消息速率小于接收者接收信息的消息速率,Rsi≤Rid;
若要满足条件2,则中继节点i的发送功率应满足:则约束1演变为 将接收者接收到的消息速率公式及窃听者窃听到的总消息速率公式代入约束1,得到条件2的情况下中继信任度的满足条件及对应的中继发送功率取值;
所述综合计算得到中继信任度的条件公式以及中继发送功率的计算公式,包括:结合所述条件1的情况下及条件2的情况下中继信任度的满足条件及对应的中继发送功率取值,得到中继信任度的条件公式:中继节点i的中继发送功率的计算公式:
将所述中继发送功率的计算公式转化为:
其中,若 信任度取值范围是0≤αi≤1,i中继的最小发送功率若 信任度取值范围满足 时,i中继的最小发送功率若 保密速率无法获得保证。
2.根据权利要求1所述的考虑中继信任度的保证信息传输安全的中继功率设置方法,其特征在于,所述基本配置信息,包括:传输信道基本参数、平均保密速率下限、中继发送功率,其中,所述中继发送功率为中继发送功率上限。
3.一种考虑中继信任度的保证信息传输安全的中继功率设置装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取当前网络的基本配置信息,所述基本配置信息中包含中继发送功率;
划分模块,用于将消息传输过程分为由发送者发送至中继节点的第一时隙以及中继节点发送至接收者的第二时隙,并结合所述基本配置信息,得到对应的消息速率公式,所述消息速率公式包括第一时隙中中继节点及窃听者接收到的消息速率公式和第二时隙中接收者及窃听者接收到的消息速率公式;
模型建立模块,用于设置中继节点的中继信任度,结合所述消息速率公式,得到平均保密速率,并以所述平均保密速率、中继发送功率、中继信任度为约束建立对应的优化模型;
模型计算模块,用于在所述优化模型中,以接收者接收信息的消息速率最大为目标,分别以中继节点接收信息的消息速率大于接收者接收信息的消息速率、中继节点接收信息的消息速率小于接收者接收信息的消息速率为条件,综合计算得到中继信任度的条件公式以及中继发送功率的计算公式;
计算模块,用于根据所述中继信任度的条件公式以及中继发送功率的计算公式,推导得到中继信任度与中继发送功率之间的关系公式,结合实际安全需求对应的实际中继信任度,得到对应的中继节点的最小实际发送功率;
所述将消息传输过程分为由发送者发送至中继节点的第一时隙以及中继节点发送至接收者的第二时隙,并结合所述基本配置信息,得到对应的消息速率公式,包括:在所述第一时隙中,发送者发送信息至中继节点i,中继节点i接收到的消息速率为:其中,Rsi为中继节点i接收的消息速率,Ps为发送者发送信息至中继节点i的功率,gsi为发送者和中继节点i之间的信道系数, 为中继节点i处的加性高斯白噪声的方差;
在所述第一时隙中,发送者发送信息至中继节点i,窃听者接收到的消息速率为:其中,ye1为窃听者接收的消息速率,gse为发送者和窃听者之间的信道系数,x为发送者发送的信息信号,ne为窃听者处的加性高斯白噪声;
在所述第二时隙中,中继节点i发送信息至接收者,接收者接收到的消息速率为:c
其中,Rid为接收者接收的消息速率,Pi 为中继节点i发送信息至接收者的功率,gid为中继节点i和接收者之间的信道系数, 为接收者处的加性高斯白噪声的方差;
在所述第二时隙中,中继节点i发送信息至接收者,窃听者接收到的消息速率为:其中,ye2为窃听者接收的消息速率,gie为中继节点i和窃听者之间的信道系数,xc为中继节点i发送的信息信号;
所述设置中继节点的中继信任度,结合所述消息速率公式,得到平均保密速率,包括:计算在第一时隙和第二时隙中,窃听者窃听到的总消息速率为:其中,σe为窃听者处的加性高斯白噪声的方差;
将中继节点i的信任度设置为αi,中继节点i以概率αi转发发送者的信息至接收者,接收者接收信息的平均保密速率为所述优化模型,包括:
所述优化模型包含的三个约束条件分别包括:
约束1:
c
约束2:0<Pi≤Pmax
约束3:0≤αi≤1
其中,约束1为平均保密速率约束,为平均保密速率的下限;
约束2为中继发送功率约束,Pmax为中继节点i的发送功率上限;
约束3为中继信任度约束;
所述分别以中继节点接收信息的消息速率大于接收者接收信息的消息速率、中继节点接收信息的消息速率小于接收者接收信息的消息速率为条件,包括:条件1:中继节点接收信息的消息速率大于接收者接收信息的消息速率,Rsi>Rid;
若要满足条件1,则中继节点i的发送功率应满足:则约束1演变为 将中继节点i接收到的消息速率公式及窃听者窃听到的总消息速率公式代入约束1,得到条件1的情况下中继信任度的满足条件及对应的中继发送功率取值;
条件2:中继节点接收信息的消息速率小于接收者接收信息的消息速率,Rsi≤Rid;
若要满足条件2,则中继节点i的发送功率应满足:则约束1演变为 将接收者接收到的消息速率公式及窃听者窃听到的总消息速率公式代入约束1,得到条件2的情况下中继信任度的满足条件及对应的中继发送功率取值;
所述综合计算得到中继信任度的条件公式以及中继发送功率的计算公式,包括:结合所述条件1的情况下及条件2的情况下中继信任度的满足条件及对应的中继发送功率取值,得到中继信任度的条件公式:中继节点i的中继发送功率的计算公式:
将所述中继发送功率的计算公式转化为:
其中,若 信任度取值范围是0≤αi≤1,i中继的最小发送功率若 信任度取值范围满足 时,i中继的最小发送功率若 保密速率无法获得保证。
4.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至2任一项所述考虑中继信任度的保证信息传输安全的中继功率设置方法的步骤。
5.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述考虑中继信任度的保证信息传输安全的中继功率设置方法的步骤。