一种基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法技术

本发明专利技术公开了一种基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法，包括以下步骤：主用户的发射端以主用户的最优发射功率P

【技术实现步骤摘要】
一种基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法
本专利技术属于认知无线网络的物理层安全
，涉及一种基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法。
技术介绍
认知无线电网络作为一个能够有效提升网络频谱利用效率的关键技术近几年已经引起了极大的关注。与其他网络类似，安全问题也是认知无线电网络中的一个关键问题。传统安全方案是在网络层通过公私密钥对数据进行加密，往往以复杂度换取安全性，并且在实际网络部署中密钥的分发管理也存在很多问题。因此，作为上层加密方法的一种补充，物理层安全技术近几年得到了国内外的广泛关注。回顾物理层安全技术的发展历程，首先是香农在他的保密系统的通信理论中证明了存在最优的保密通信系统，这种系统应当采取一字一密的方式进行加密。接着Wyner进一步引入了窃听信道模型，证明了当窃听信道是合法信道的退化信道时，就存在不泄露给窃听者任何信息的保密方法。可是，当合法接收者的信道条件比窃听者的信道条件还差时，安全通信就不能得到保证。为了克服该问题，利用协作通信的特点及其优势，有研究人员开始对各种中继窃听信道模型进行了研究，研究表明可以通过中继选择、中继波束成形等技术获得最大的私密容量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设认知无线电模型中有一个主用户及N个次级用户，主用户及每个次级用户均配有单根天线且工作在半双工模式下，获取主用户的最优发射功率

【技术特征摘要】
1.一种基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设认知无线电模型中有一个主用户及N个次级用户，主用户及每个次级用户均配有单根天线且工作在半双工模式下，获取主用户的最优发射功率主用户的最优安全能量效率ξ*、主用户的最大安全传输速率UP、最优次级用户、最优次级用户的最优发射功率及最优次级用户的最大传输速率Usi；2)主用户的发射端以主用户的最优发射功率主用户的最优安全能量效率ξ*及主用户的最大安全传输速率UP进行信息的发射，主用户的接收端及最优次级用户的接收端进行信息的接收，最优次级用户的发射端将其接收端接收到的信息以最优次级用户的最优发射功率进行转发，主用户的接收端接收最优次级用户的发射端发射过来的信息，并将最优次级用户的发射端发射过来的信息与主用户的发射端发射过来的信息进行合并，并将合并后的信息作为主用户最终的接收信息；3)最优次级用户获取接入频谱，然后利用接入频谱以最优次级用户的最大传输速率Usi进行信号的传输，完成基于协作通信的高安全能量效率的信息传输。2.根据权利要求1所述的基于协作通信的高安全能量效率的信息传输方法，其特征在于，步骤1)中计算主用户的最优发射功率主用户的最优安全能量效率ξ、最优次级用户、最优次级用户的最优发射功率的具体操作为：设Ps为主用户的发射功率，Pr为次级用户的发射功率，则主用户发射端的安全能量效率ξ(Ps,Pr)为：建立以主用户发射端的安全能量效率最高为目的的优化问题，即其中，为次级用户SUi的最大功率限制；设次级用户SUi满足Rr≥R0的限制条件，R0为正确解码门限，则主用户的最优发射功率为：则式(2)中的优化条件可以转化为：设与参数规划问题max{R(x)-ξP(x):x∈S}的最优求解是等价的，分式规划取最大值时，当且仅当max{R(x)-ξ*P(x):x∈S}＝0；则优化问题可以转换为寻到ξ*,使式(5)成立，其中，max{F(ξ,P)＝Rsec(P)-ξPtot(P):P∈S}＝0(5)其中，ξ为主用户的安全能量效率，P＝(Ps,Pr)；根据Dinkelbach方法将式(5)转化为：其中，i为第i次迭代，ξi为第i迭代时主用户的安全能量效率；设置ξi的初始化值ξ0，再对F(ξ,P)＝Rsec(P)-ξPtot(P):P∈S进行迭代，当|F(ξi,P*(ξi))|≤ε，迭代完成，得主用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：任品毅，周先文，杜清河，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61