基于物理层安全技术的协作通信系统中继选择方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物理层安全技术的协作通信系统中继选择方法，包括：根据不同的协作通信网络场景，分别确定各链路的信道类型；计算出各链路的信道遍历容量或遍历保密容量；根据信道遍历容量或遍历保密容量数值，选出中继节点转发信息；其中所述协作通信网络场景分为三种：(1)无窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景；(2)有窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景；(3)有窃听、有干扰译码转发协作通信网络场景。本方法运用概率分布差异度量识别信道类型，使系统只通过矩的相关数据就能实现计算，因此尤其简便。本发明专利技术能大幅度提高系统的信道遍历容量或遍历保密容量，改善协作通信系统的性能，能够运用于不同的通信网络，通用性较强。

【技术实现步骤摘要】
基于物理层安全技术的协作通信系统中继选择方法
本专利技术涉及无线协作通信
，具体涉及一种基于物理层安全技术的协作通信系统中继选择方法。
技术介绍
虽然中继协作技术给人类通信带来了很多便利，但由于其传播信道的开放性使得安全传输问题也变得越来越突出。传统保密手段以现代密码学为理论基础,通过密钥和加密算法对信息进行加密。但加密算法并不是完全不可破解的，只要窃听者获取足够多的明文，就可以采用穷举攻击的方法来破译密码，另外秘钥也可能会被泄露，所以这种保密方式遇到了很大的挑战。与此相比，物理层信息安全技术完全依靠物理层的固有特性，如信道的衰落特性和噪声，来实现保密通信，具有更高的可靠性。基于物理层安全技术的中继选择方案的研究近年来渐渐吸引了学术界的关注，已有相关算法和方案被设计和提出。比如在带有保密限制的条件下利用窃听信道的即时信息或者平均信息建立起来的机会中继选择方案，该种方案选择合法链路与窃听链路的即时信噪比之比最大，或者合法链路的即时信噪比与窃听链路的信噪比方差的比最大的那个中继来转发信息。或者一种带有干扰节点的中继选择方案，该方案在选择中继节点来转发源节点信息的同时，还选择一个干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物理层安全技术的协作通信系统中继选择方法，所述方法包括：根据不同的协作通信网络场景，分别确定各链路的信道类型；计算出各链路的信道遍历容量或遍历保密容量；根据信道遍历容量或遍历保密容量数值，选出中继节点；其中所述的协作通信网络场景，分为下述三种：(1)无窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景；(2)有窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景；(3)有窃听、有干扰译码转发协作通信网络场景。

【技术特征摘要】
1.一种基于物理层安全技术的协作通信系统中继选择方法，所述方法包括：根据不同的协作通信网络场景，分别确定各链路的信道类型；计算出各链路的信道遍历容量或遍历保密容量；根据信道遍历容量或遍历保密容量数值，选出中继节点；其中所述的协作通信网络场景，分为下述三种：(1)无窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景；(2)有窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景；(3)有窃听、有干扰译码转发协作通信网络场景。2.根据权利要求1所述的方法，其中在无窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景下，源节点S到第i(i＝1,2,...,L)个中继节点链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是源节点S到第i(i＝1,2,...,L)个中继节点链路的信道类型j1,i；第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的信道类型j2,i；其中：j＝1,2,...,F，j表示信道类型，共有F种不同类型的信道；Korder为大于或等于4的整数；L表示译码转发中继的数量；表示由源节点S到第i(i＝1,2,...,L)个中继节点链路的n个即时信噪比计算得到的k阶样本原点矩；表示由第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的n个即时信噪比计算得到的k阶样本原点矩；表示源节点S到第i个中继节点链路在第j(j＝1,2,...,F)种信道类型下的即时信噪比的k阶理论原点矩；表示第i个中继节点到目的节点D链路在第j(j＝1,2,...,F)种信道类型下的即时信噪比的k阶理论原点矩；n表示即时信噪比的样本数，取值大于1000。3.根据权利要求1所述的方法，其中在有窃听、无干扰译码转发协作通信网络场景下，源节点S到第i(i＝1,2,...,L)个中继节点链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是源节点S到第i(i＝1,2,...,L)个中继节点链路的信道类型j1,i；第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的信道类型j2,i；第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到窃听节点E链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到窃听节点E链路的信道类型j3,i；其中：j＝1,2,...,F，j表示信道类型，共有F种不同类型的信道；Korder为大于或等于4的整数；L表示译码转发中继的数量；表示由源节点S到第i(i＝1,2,...,L)个中继节点链路的n个即时信噪比计算得到的k阶样本原点矩；表示由第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的n个即时信噪比计算得到的k阶样本原点矩；表示源节点S到第i个中继节点链路在第j(j＝1,2,...,F)种信道类型下的即时信噪比的k阶理论原点矩；表示第i个中继节点到目的节点D链路在第j(j＝1,2,...,F)种信道类型下的即时信噪比的k阶理论原点矩；表示由第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到窃听节点E链路的n个即时信噪比计算得到的k阶样本原点矩；表示第i个中继节点到窃听节点E链路在第j(j＝1,2,...,F)种信道类型下的即时信噪比的k阶理论原点矩；n表示即时信噪比的样本数，取值大于1000。4.根据权利要求1所述的方法，其中在有窃听、有干扰译码转发协作通信网络场景下，第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的信道类型j2,i；第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到窃听节点E链路的信道类型，其确定方法如下：根据公式当j分别为1,2，…，F时得到F个概率分布差异度量，差异度量最小所对应的信道便是第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到窃听节点E链路的信道类型j3,i；其中：j＝1,2,...,F，j表示信道类型，共有F种不同类型的信道；Korder为大于或等于4的整数；L表示译码转发中继的数量；表示由第i(i＝1,2,...,L)个中继节点到目的节点D链路的n个即时信噪比计算得到的k阶样本原点矩；表示第i个中继节点到目的节点D链路在第j(j＝1,2,...,F)种...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃彩玲，肖琨，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45