一种全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
一种全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法
本专利技术涉及无线通信和物理层安全领域，特别涉及一种全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法。
技术介绍
随着无线通信技术的迅猛发展所带来的用户对服务质量的进一步要求，通信安全成为一个重要的关注点。在无线通信中，射频信号的广播特性导致信源广播的信息容易被窃听者截获。窃听问题已成为无线通信系统面临的日益严峻的挑战。传统的加密措施是在物理层的上层采用加密编码方案，从而提升系统的安全传输性能。但是，加密编码方案的有效性是建立在窃听端计算能力有限的假设基础之上的。在现代处理器计算能力飞速提升的背景下，传统的上层加密编码方案变得越来越不可靠。此外，现阶段中继传输系统中，中继多工作在半双工模式，不能充分利用无线资源(时间和频率)，造成了无线资源的浪费。更进一步的，对传统三节点(信源、中继和信宿)窃听模型的现有研究发现，正安全速率不一定总是存在，这将导致无线通信系统的传输速率受限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法，采用人工噪声预编码方案同时传输合法信息和人工噪...
【技术保护点】
一种全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法，应用在包括信源、中继、信宿和窃听者四个节点的无线通信系统中，其特征在于，所述信源、中继和信宿均配置若干根天线，方法包括：步骤a，信源采用人工噪声预编码方案同时广播有用信号和人工噪声信号；步骤b，中继对信源广播的信号和中继处自干扰进行接收，窃听者对信源广播的信号和中继发射的重编码信号进行接收；步骤c，中继节点采用自干扰消除技术来减小自干扰带来的影响；步骤d，信宿采用最大比合并策略接收中继重编码后的发射信号；步骤e，获取信源到中继链路及中继到信宿链路的信干噪比，并计算出信宿和窃听者处的接收信干噪比；步骤f，根据信宿和窃听者处的接收...
【技术特征摘要】
1.一种全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法，应用在包括信源、中继、信宿和窃听者四个节点的无线通信系统中，其特征在于，所述信源、中继和信宿均配置若干根天线，方法包括：步骤a，信源采用人工噪声预编码方案同时广播有用信号和人工噪声信号；步骤b，中继对信源广播的信号和中继处自干扰进行接收，窃听者对信源广播的信号和中继发射的重编码信号进行接收；步骤c，中继节点采用自干扰消除技术来减小自干扰带来的影响；步骤d，信宿采用最大比合并策略接收中继重编码后的发射信号；步骤e，获取信源到中继链路及中继到信宿链路的信干噪比，并计算出信宿和窃听者处的接收信干噪比；步骤f，根据信宿和窃听者处的接收信干噪比获取所述系统的瞬时安全速率，并计算出平均安全速率。2.根据权利要求1所述的全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法，其特征在于，步骤a中，信源采用人工噪声预编码方案广播的信号表示为：xS[i]＝w1x[i]+W2v其中，x[i]表示第i个时隙的合法信号，满足表示求数学期望符号，α表示功率分配因子，0＜α＜1，PS表示信源发送功率；v表示人工噪声向量，中的每一个元素都服从独立同分布的均值为零方差为的复高斯分布，功率在NS-1个人工噪声元素间均匀分配，有w1表示波束形成向量，hSR为1×NS维向量，表示信源到中继信道参数向量，NS表示信源端天线数，||hSR||表示对向量求2-范数；W2是信道参数hSR零空间的正交基矩阵，W2＝null(hSR)，C为复数集合符号，表示(NS-1)×1维复数向量，表示NS×(NS-1)维复数向量。3.根据权利要求2所述的全双工中继系统的人工噪声预编码安全传输方法，其特征在于，步骤b中，中继接收的信号表示为：yR[i]＝hSRxS[i]+fRRt[i]+nR[i]＝||hSR||x[i]+fRRt[i]+nR[i]窃听者接收的信号表示为：yE[i]＝gSExS[i]+gREt[i]+nE[i]＝gSEw1x[i]+gSEW2v+gREt[i]+nE[i]其中，t[i]表示中继重编码后的发送信号，满足PR表示中继的发送功率；fRR表示中继处的自干扰信道参数；gSE为1×NS维向量，表示信源到窃听节点的信道参数向量；gRE为中继到窃听节点的信道参数；nR[i]和nE[i]分别表示中继和窃听节点处的零均值单位方...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵睿，李元健，谭星，吴奇，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35
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