一种无线携能协作系统的保密传输方法技术方案

本发明专利技术属于物理层安全技术领域，提出一种无线携能协作系统的保密传输方法，所述传输方法包括综合考虑能量收集约束与协同干扰性能的基础上实现系统保密速率最大化；系统中继节点具有多根天线且工作在全双工模式，采用功率切换模式进行能量收集和数据收发，在转发信息信号的同时发送人工噪声进行协同干扰，并采用波束赋形技术，通过调节天线阵列矩阵，提高目的节点接收信噪比；本发明专利技术综合考虑能量收集约束和协同干扰性能，以最大化保密速率为目标函数，求解能量收集因子和协同干扰功率分配因子的最优值；仿真结果表明提出的保密传输方案能有效提高系统的保密速率。

【技术实现步骤摘要】
一种无线携能协作系统的保密传输方法
本专利技术属于无线通信
，特别是物理层安全
，涉及一种无线携能协作系统的保密传输方法。
技术介绍
近年来，研究人员提出了基于射频(RadioFrequency，简称RF)信号的能量采集方案，即射频信号在传输信息的同时传输能量，该传输方式定义为无线携能传输(SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer，简称SWIPT)，这对于电池容量有限的器件是一种很有前途的能量补充方法。该系统可以工作在时间切换(TimeSwitching，简称TS)模式和功率切换(PowerSwitching，简称PS)模式来处理数据的传输和能量的采集。然而，成千上万个移动设备的连接和无线接入使得这一应用场景中的安全和隐私问题更加严重，仅依靠提高加密计算复杂度来保证信息安全的传统公钥密钥体制面临巨大的挑战。如信息论和密码学表明，无线通信可以利用无线信道传输的缺陷来增强系统的安全性，而不需要传统密码体制中的共享密钥，这种技术称为物理层安全(PhysicalLayerSecurity，简称PLS)技术。PLS技术可以利用干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线携能协作系统的保密传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、构建无线携能协作系统模型，其包括源节点S、目的节点D、单天线窃听节点E和具有多天线全双工中继节点R；S2、源节点将数据传输到中继节点时，中继节点以功率切换模式从接收到的射频信号进行能量收集，达到能量收集因子对应的能量后，再对信息进行解码；S3、中继节点根据协同干扰功率分配因子进行功率分配，将从步骤S2获取到的能量分别用于转发信息信号以及发射人工噪声；S4、建立保密传输速率模型，以最大化保密速率为目标函数，从而求解出最优能量收集因子和最优协同干扰功率分配因子，以该最优值下的保密速率进行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种无线携能协作系统的保密传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、构建无线携能协作系统模型，其包括源节点S、目的节点D、单天线窃听节点E和具有多天线全双工中继节点R；S2、源节点将数据传输到中继节点时，中继节点以功率切换模式从接收到的射频信号进行能量收集，达到能量收集因子对应的能量后，再对信息进行解码；S3、中继节点根据协同干扰功率分配因子进行功率分配，将从步骤S2获取到的能量分别用于转发信息信号以及发射人工噪声；S4、建立保密传输速率模型，以最大化保密速率为目标函数，从而求解出最优能量收集因子和最优协同干扰功率分配因子，以该最优值下的保密速率进行数据传输。2.根据权利要求1所述的一种无线携能协作系统的保密传输方法，其特征在于，步骤S3中分别用于转发信息信号以及发射人工噪声包括采用波束赋形技术，通过调节天线阵列矩阵，让发送信息信号的天线对准目的节点；让另一部分天线发送人工噪声以干扰窃听节点，并使其与目的节点的信道正交；从而形成协同干扰。3.根据权利要求1所述的一种无线携能协作系统的保密传输方法，其特征在于，在时隙t时：中继节点的接收信号表示为：目的节点的接收信号表示为：窃听节点的接收信号表示为：其中，Ps为源节点的发射功率；hsr为源节点到中继节点的信道系数，xs(t)表示时隙t时源节点传输到中继节点的数据，xs(t-1)表示时隙t-1时源节点传输到中继节点的数据；Pr为中继节点的发射功率；hsi为中继节点残余...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦，郑建宏，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50