The invention discloses a hybrid duplex transmission method for enhancing the security of a physical layer in a cognitive relay network. The contents include: in the presence of illegal eavesdropper cognitive relay network, and a pair of auxiliary frequency resources, interference to the primary user under the restriction of non authorized users and authorized users sharing in cooperative relay and relay assisted in decode and forward information at the same time by adding artificial noise plays the role of confusion and illegal wiretapping. In half duplex transmission, a relay transmission frame is divided into two equal time slots. In full duplex transmission, the frame of the relay is not divided into time slots. Full duplex transmission is used when full duplex self interference power is below threshold, otherwise half duplex transmission is used. According to the method of full duplex self interference power switch size between half duplex and full duplex transmission, thus the use of their respective advantages of the two modes of half duplex and full duplex, by improving the cognitive relay network total transmission capacity to improve the physical layer security of cognitive relay networks.
【技术实现步骤摘要】
一种认知中继网络中提升物理层安全的混合双工传输方法
本专利技术涉及认知无线电技术、信息安全
,具体涉及一种认知中继网络中提升物理层安全的混合双工传输方法。
技术介绍
现如今,随着无线移动通信业务量正在急剧增长,如何有效的提高频谱资源利用率和保证信息传输的可靠性等问题变得越来越重要。随着认知无线电技术不断深入发展,次用户在接入授权频带时只要保证对授权用户的干扰在主用户能够忍受的范围内,就可以在授权频带上传输自己的信息,这大大提高了无线频谱的利用率避免频谱资源的浪费,这一概念已然成为解决无线频谱资源匮乏等问题的重要途径。但由于无线通信自身的广播特性,通信信号很容易被非法用户窃听,这就不能保证用户端到端的安全通信。目前,信息安全技术主要分为传统的加密技术和物理层安全技术,传统加密技术大多基于密码学,对密钥的分配和管理要求极高。然而在无线通信系统中,尤其是一些无中心节点和网络拓扑动态变化的网络中,这就使得传统的网络安全技术不再适用。物理层安全技术利用无线信道的噪声和随机衰落特性等,使发送端到合法接收端信息量最大,让所有窃听端窃听到的信息尽可能少。在窃听信道模型中,当主信道的信息量比窃听信道的信息量多时,系统就获得了保密容量,故不存在密钥管理问题,并且物理层安全技术还可以进一步提高网络的安全性。在认知无线电网络中,协作中继技术的引入,在有效提高网络容量的同时还使得存在非法窃听用户网络的安全性得到提高。针对认知中继网络中物理层安全技术研究,多天线技术和人为噪声的添加被认为是提高物理层安全的两种主要技术。通过在协作中继协作传输消息时加入人为噪声干扰非法窃听者,被证 ...
【技术保护点】
一种认知中继网络中提升物理层安全的混合双工传输方法,其特征在于:一种认知中继网络中提升物理层安全的混合双工传输方法,该方法用于认知中继协作网络,该网络包含一对非授权用户发射机ST和接收机SR、一个协作中继R以及一个非法窃听端E,所有节点都是全双工的,协作中继R装有一根发射天线和一根接收天线,其它用户节点都只装有一根天线,非授权用户对在满足对授权用户干扰条件的限制下与授权用户共享频带资源,辅助中继在通过解码转发信息以提高信息传输的有效性同时还通过添加人为噪声扮演混淆非法窃听者的角色;半双工传输时,一个中继传输帧分成两个相等的时隙,在时隙1,非授权用户发射机ST以发射功率PS(W)发送一个信号xs(t),系统其他节点进行监听;在时隙2,协作中继R正确解码来自上个时隙ST的信号xs(t),并将xs(t)与人工干扰噪声信号xp(t)组合,得到组合信号
【技术特征摘要】
1.一种认知中继网络中提升物理层安全的混合双工传输方法,其特征在于:一种认知中继网络中提升物理层安全的混合双工传输方法,该方法用于认知中继协作网络,该网络包含一对非授权用户发射机ST和接收机SR、一个协作中继R以及一个非法窃听端E,所有节点都是全双工的,协作中继R装有一根发射天线和一根接收天线,其它用户节点都只装有一根天线,非授权用户对在满足对授权用户干扰条件的限制下与授权用户共享频带资源,辅助中继在通过解码转发信息以提高信息传输的有效性同时还通过添加人为噪声扮演混淆非法窃听者的角色;半双工传输时,一个中继传输帧分成两个相等的时隙,在时隙1,非授权用户发射机ST以发射功率PS(W)发送一个信号xs(t),系统其他节点进行监听;在时隙2,协作中继R正确解码来自上个时隙ST的信号xs(t),并将xs(t)与人工干扰噪声信号xp(t)组合,得到组合信号其中,a表示半双工时的功率分配因子,然后将该组合信号以发射功率Pr(W)转发给非授权用户接收机SR,同时非法窃听用户E接收到来自中继的转发信号,整个传输过程授权用户忍受的干扰功率为PR(W),非授权用户接收机SR根据时隙2接收到的信号解码xs(t),此时信息传输的安全保密容量为Chalf;全双工传输时,每个中继传输帧不划分时隙,协作中继R将接收来自ST的解码信号xs(t)后,立即和干扰人工噪声信号xp(t)合并得到组合信号其中,b表示全双工时的功率分配因子,并且立即以发射功率Pr(W)转...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈宏滨,程子胜,赵峰,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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