【技术实现步骤摘要】
无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法
本专利技术属于无线通信领域的信息安全技术，涉及物理层安全技术，为一种无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法。
技术介绍
无线通信系统在军事、民用通信以及私人信息的传输中起到了非常重要的作用，并已得到广泛的应用。然而，由于无线信道的开放性和信息传输的广播特性，合法信息的传输极易被窃听者成功窃取。因此，除了无线信息传输的可靠性和有效性外，安全性也成为近年来备受关注的一个重要课题。现有的无线通信系统采用了多种加密技术以防止窃听者窃取加密信息，提高信息传输的安全性，如认证技术和上层数据加密技术。但是，在分发和管理密钥时，加密技术会增加系统的复杂性和额外的计算开销。此外，随着计算机技术的飞速发展，经典的密码技术可以被窃听者通过密钥暴力搜索破解，从而不能保证信息传输的安全性。近年来，物理层安全作为传统数据加密技术的补充，得到了广泛的关注和应用。与传统的上层加密技术不同，物理层安全的本质主要是利用无线信道的物理特性，如干扰、信道衰落、噪声，并且系统的通信安全不受窃听者...
【技术保护点】
1.一种无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法，其特征是在Nakagami-m衰落信道中，当发送者和合法接收者之间无直传链路、且发送者和窃听者之间有直传链路时，采用联合中继和干扰选择方案在协助保密信息传输的同时，发送人工干扰以抵抗窃听者的攻击，并通过分析无线通信网络的性能，包括中断概率、截获概率和安全性-可靠性折中，选择综合性能最优的联合中继和干扰选择方案来传输信息和抵抗窃听攻击。/n
【技术特征摘要】
1.一种无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法，其特征是在Nakagami-m衰落信道中，当发送者和合法接收者之间无直传链路、且发送者和窃听者之间有直传链路时，采用联合中继和干扰选择方案在协助保密信息传输的同时，发送人工干扰以抵抗窃听者的攻击，并通过分析无线通信网络的性能，包括中断概率、截获概率和安全性-可靠性折中，选择综合性能最优的联合中继和干扰选择方案来传输信息和抵抗窃听攻击。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法，其特征是无线通信系统包括一个信息发送者S，一个合法接收者D，N个译码转发中继节点R，以及1个被动窃听者E，所有节点均只配备一根天线，且均工作于半双工模式，N个中继节点R之间的距离远小于每个中继分别到S、D、E的距离，采用联合单中继和干扰选择、联合多中继和干扰选择两种方案，保密信息的传输分两个时隙完成，时隙一为发送者S以功率P/2发送保密信息xs，E[|xs|2]＝1，P是无线通信系统总功率，时隙二为采用联合中继和干扰选择方案进行中继转发以及干扰窃听，协助信息转发的中继采用单中继或多中继两种中继选择方法，将能够正确解码xs的所有中继集合记为共有2N种可能，记为其中表示所有中继均无法正确解码xs，表示第n个可以正确解码xs的非空集合，进行综合性能分析前，首先获得各个信道的容量，再计算中断概率、截获概率、可靠性-安全性折中，分析两种方案的性能。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法，其特征是时隙二采用联合单中继和干扰选择方案时，从中选择一个最佳中继Ri以功率P/2转发解码后的xs至D，同时其余(N-1)个中继节点作为干扰节点Jm，以功率P/4发送人工噪声人工噪声向量记为||xJ||2＝1，此时D端接收信号为其中hid是Ri和D间的信道衰落系数，是Jm和D间的信道衰落系数，该信道系数向量记为nd是D处的复值加性高斯白噪声，xJ设计在hJd的零空间，即hJdTxJ＝0，D端接收信号简写为则Ri和D的信道容量为计算得到信道容量，用于中断概率好截获概率的计算。
4.根据权利要求3所述的无线通信系统中联合中继和干扰选择方案的性能分析方法，其特征是最佳中继Ri的选择方法为：在中选择一个中继作为“最佳”中继，该“最佳”中继需满足条件此时主信道状态信息|hid|2是影响“最佳”中继选择的唯一条件，通过信道估计的方法获得；选定“最佳”中继后，该中继Rb与D间的信道容量为选定Rb协助保密信息发送的过程中，存在一个被动窃听者E试图窃听保密信息，故E处的接收信号为hbe是Rb和E间的信道衰落系数，是Jm与...
【专利技术属性】
技术研发人员：高媛媛，张广娜，沙楠，臧国珍，郭明喜，王世界，刘笑辰，黄晟，王小雨，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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