一种两跳能量收集中继网络中的能量分配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种两跳能量收集中继网络中的能量分配方法，在一个两跳半双工中继网络中，在能量收集过程中，源节点S和目的节点D将一部分能量转移到不可信中继R，在信息传输过程的第一个时隙中，S向R发送有用信息，同时，D将干扰信号发送给R，在信息传输过程的第二个时隙中，R将接收到的信号转发到D。定义系统总安全速率，求解最优的能量分配因子。本发明专利技术能够有效地缓解中继节点能量不足的情况，在确保节点自身能量一定的前提下，迭代优化节点的能量分配因子，实现系统安全速率的最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种两跳能量收集中继网络中的能量分配方法
本专利技术涉及一种具有能量收集的能量分配算法。
技术介绍
由于无线通信的开放性，使无线信号很容易被窃听、篡改和干扰，从而给用户的安全通信带来极大的威胁。因此，无线网络的安全性问题被越来越频繁的提及，也受到了越来越多的关注。近年来，随着无线通信中物理层技术的不断发展，在物理层实现安全信息传输逐渐积累了大量的技术基础，而且改善无线通信的安全性问题变得越来越迫切，因此，物理层安全(Physical-LayerSecurity)在理论研究与实际应用上都得到了广泛的重视。在传统的能量受限的无线通信系统中，如传感网、自组织网等，通常由电池供能，需要定期对电池进行充电或更换，成本较高且不方便。利用节点间的能量协同(EnergyCooperation，EC)可以提高无线网络中系统容量，能量在一个节点中可能较为丰富，而在另一个节点中可能较为短缺，将能量在节点间进行转移可能带来系统性能的改善。相比较常规网络，由于存在能量的收集、转移等过程，带能量收集和能量协同的无线网络中的物理层安全问题更为复杂。由于能量转移的引入，系统的优化复杂度急剧增加。因此，研究单天线不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两跳能量收集中继网络中的能量分配方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，在一个两跳半双工中继网络中，在能量收集过程中，源节点

【技术特征摘要】
1.一种两跳能量收集中继网络中的能量分配方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，在一个两跳半双工中继网络中，在能量收集过程中，源节点和目的节点将一部分能量转移到不可信中继收集到的能量其中，η∈[0，1]是收集到的能量的转换效率；β∈[0，1]和γ∈[0，1]分别是是和的能量分配因子，βES和γED是能量收集过程和所需的能量，(1-β)ES和(1-γ)ED是信息传输过程和所需的能量；ES和ED分别是和的初始能量，且ES＝ED＝E；hSR和hDR分别是从到的信道增益和到的信道增益，hSR和hDR是均值为0、方差为σ2的复高斯变量；步骤二，在信息传输过程的第一个时隙中，向发送有用信息xS，同时，将干扰信号xD发送给在处接收到的信号其中，PS和PD分别表示发送有用信息和发送协作干扰信息的功率，且xS和xD具有独立单位功率，T表示整个能量收集和信息传输的时长，α∈[0，1]表示能量收集所占的时间比例，表示在处的加性高斯噪声，均值为零，噪声功率谱密度为N0；处的瞬时速率其中，步骤三，在信息传输过程的第二个时隙中，将接收到的信号转发到假设有用信号和中继处的噪声彼此独立，目的节点接收到的信号表示为其中，是中继节点的发送功率；hRD表示从到的信道增益，hRD＝hDR；表示在处的加性高斯白噪声，均值为零，噪声功率谱密度为N0；通过自干扰消除后，目的节点接收到的信号因此，处的瞬时速率表示为步骤四，定义系统总安全速率R(β，γ)＝[RD(β，γ)-RR(β，γ)]+，其中，[·]+＝max(0，·)；构建最优化模型为s.t.：β∈[0，1]，γ∈[0，1]；求解最优的能量分配因子βopt和γopt，实现安全速率最大化；最优的β、γ值通过反复迭代得到，逐步向最优值逼近，具体的迭代过程如下所示：1)设置迭代优化的初始条件：γ0＝0.5；2)设置迭代计数i从1到N，N是最大迭代次数；3)将γi-1代入方程g2β2+g1β+g0＝0，可得

【专利技术属性】
技术研发人员：姚如贵，陆亚南，徐菲，左晓亚，马科维，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61