无线传感网络中在针对不需要已知窃听位置和信道条件信息的研究，都是针对单跳系统。本发明针对的是多跳系统。本发明使源和中继节点都携带独立信息，中继在解码转发上一节点信息的同时也转发自己的独立信息给下一跳活跃中继节点和目的节点。使每个节点到目的的等效传输矩阵可以作为压缩感知技术中的测量矩阵。在此方案中包含有一个源节点、多个中继节点、多个目的节点及窃听节点。窃听对于源节点及活跃中继节点所经过的信道条件是未知的，因此窃听只有非常小的概率重构得到源和各活跃中继的独立信号。从而可以在不需要知道窃听信道条件情况下，将数据安全有效地传输至目的节点。
本方案提供一种多跳压缩解码传输方法，假设源及每个活跃中继节点都有独立的信息，中继先解码上一节点发来的信息，在加上自己独立信息后转发给下一跳活跃中继节点和目的节点，以此类推直至最后一跳活跃中继传输至目的节点。从而可以将源节点和多个活跃中继节点的信道传输矩阵作为压缩感知技术中的测量矩阵。目的节点预先知道正确的测量矩阵。而对于窃听节点来说，源及所有活跃中继节点到窃听节点的信道传输矩阵也可以等效为压缩感知中的测量矩阵，只有当窃听已知其信道条件时才会能解得正确的测量矩阵。而在实际情况中，窃听在短时间内无法得到正确的测量矩阵，因此可以有效保障系统的安全性。
整体方法包括以下几个步骤：
(1)在无线传感器网络中的源节点发送信号给离它最近的活跃中继节点和目的节点，这个中继完全解码收到的信息，加上自己的信息之后转发给下一个离它最近的活跃中继节点和目的节点，以此类推。
(2) 直至最后一个活跃中继节点转发给目的节点。同时网络中的多个窃听节点也会收到这些信息；
(3) 每个中继节点对接收到的信息完全解码，也就是说解出的信息是每个节点的独立信息相加，从而最大程度保证转发叠加信息的没有受到噪声等因素影响；
(4)目的节点用重构算法对接收到的中继信号进行恢复重构。
最后，求出系统安全容量来评价系统的性能。用Matlab得到仿真图验证系统的安全性能。 |