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基于Ad hoc网络的联合有效用户识别与信道安全编译码方法

张克楠 凃国防 张灿 陈德元

张克楠, 凃国防, 张灿, 陈德元. 基于Ad hoc网络的联合有效用户识别与信道安全编译码方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 380-387. doi: 10.11999/JEIT190644
引用本文: 张克楠, 凃国防, 张灿, 陈德元. 基于Ad hoc网络的联合有效用户识别与信道安全编译码方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 380-387. doi: 10.11999/JEIT190644
Kenan ZHANG, Guofang TU, Can ZHANG, Deyuan CHEN. Joint Virtual User Identification and Channel Security En/Decoding Method for Ad hoc Networks[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(2): 380-387. doi: 10.11999/JEIT190644
Citation: Kenan ZHANG, Guofang TU, Can ZHANG, Deyuan CHEN. Joint Virtual User Identification and Channel Security En/Decoding Method for Ad hoc Networks[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(2): 380-387. doi: 10.11999/JEIT190644

基于Ad hoc网络的联合有效用户识别与信道安全编译码方法

doi: 10.11999/JEIT190644
基金项目: 国家自然科学基金(61571416, 61271282),中国科学院奖励基金(Y82901EA1)
详细信息
    作者简介:

    张克楠:男,1990年生,博士生,研究方向为信号与信息处理

    凃国防:男,1954年生,教授, 研究方向为深空通信

    张灿:女,1954年生,教授, 研究方向为Ad hoc网络、信息安全

    陈德元:男,1968年生,副教授,研究方向为信道编码

    通讯作者:

    凃国防 gft@ucas.ac.cn

  • 中图分类号: TN918.91

Joint Virtual User Identification and Channel Security En/Decoding Method for Ad hoc Networks

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61571416, 61271282), The Award Foundation of Chinese Academy of Sciences (Y82901EA1)
  • 摘要:

    Ad hoc网络是一种无中心的自组织网络,由于用户能量受限当信噪比较低时有效用户识别的可靠性和信道安全性下降。该文针对这个问题提出一种联合有效用户识别与信道安全编译码方法。将发送用户的正交地址码与接收用户的伪随机地址码异或产生基于发送用户与接收用户的有效用户识别码。为提高信道安全性以信道安全码作为密钥加密有效用户识别码得到正交随机安全序列。为实现扩频并提高传输效率将发送数据以6 bit信息作为一个符号进行分组,将每个符号与一个正交随机安全序列对应。接收用户采用基于子空间的方法处理接收信号,通过建立判决模型识别有效用户。实验结果表明该方法与已有方法相比,当有效用户识别的漏警概率为10–3时信噪比增益改善1.6 dB。

  • 图  1  联合有效用户识别与信道安全编码方法

    图  2  各用户调度表

    图  3  联合有效用户识别与信道安全译码方法

    图  4  Ad hoc网络结构

    图  5  置信度直方图

    图  6  ${E_{\rm{b}}}/{N_{\rm{0}}} = - 5\;{\rm{dB}},Q = 20,24,28,32$时本文方法的漏警概率,虚警概率与${d_{{\rm{th}}}}$的关系

    图  7  $Q = 20$时不同${E_{\rm{b}}}/{N_{\rm{0}}}$下5种方法的漏警概率

    图  8  $Q = 20$时不同${E_{\rm{b}}}/{N_{\rm{0}}}$下5种方法的虚警概率

    图  9  ${E_{\rm{b}}}/{N_{\rm{0}}} = - 5\;{\rm{dB}}$时不同$Q$下5种方法的漏警概率

    图  10  ${E_{\rm{b}}}/{N_{\rm{0}}} = - 5\;{\rm{dB}}$时不同$Q$下5种方法的虚警概率

    表  1  沃尔什码表

    编号沃尔什码
    10110100110010110100101100110100110010110011010010110100110010110
    20011001111001100110011000011001111001100001100110011001111001100
    $ \vdots $$ \vdots $
    640110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110
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    表  2  M序列表

    编号M序列
    11101111110101110001100111011000000111100100101010011010000100010
    21011111101011100011001110110000001111001001010100110100001000101
    $ \vdots $$ \vdots $
    640101101111110101110001100111011000000111100100101010011010000100
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    表  3  信道安全码表

    编号信道安全码
    11001110111000111111110001010110010101011101000110101000100101000
    $ \vdots $$ \vdots $
    640101100010010101011001110111100101001001011001010010001010001001
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    表  4  正交随机安全序列表

    6 bit符号正交随机安全序列
    0000000100101100001101000010011010010101000100111000000101000011111011
    $ \vdots $$ \vdots $
    1111111000111001011111100101100111000010100110001001100010001101011010
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    表  5  仿真实验参数

    实验参数取值
    数据包长度PL1200 bit
    正交随机安全序列长度$N$64 bit
    符号间隔$T$$2 \times {10^{ - 6}}$s
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    表  6  5种方法的复杂度

    有效用户识别方法复杂度
    联合有效用户识别与信道安全编译码方法${{O} }({Q^2})$
    文献[6]SIS-OPT${{O} }({3^Q})$
    文献[6]SIS-LF${{O} }(Q)$
    文献[6]PSP${{O} }({3^{2Q} })$
    文献[7]UDS${{O} }({Q^2})$
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-27
  • 修回日期:  2020-03-02
  • 网络出版日期:  2020-12-09
  • 刊出日期:  2021-02-23

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