一种基于匹配论的认知无线网络物理层安全传输方法技术

本发明专利技术提供了一种基于匹配论的认知无线网络物理层安全传输方法，对网络中的主、次用户按照分布式匹配方法进行匹配；成功配对的主用户在配对的次用户协助下根据匹配得到的保密速率在(1‑α)*T时隙时间内进行传输，成功配对的次用户在剩余α*T时隙时间进行自己的传输。未匹配的主用户如果直接传输保密速率高于最小保密速率要求，就以直接传输保密速率在T时隙时间内传输。本发明专利技术利用频谱资源激励多个主、次用户达成匹配关系，次用户通过协作主用户的保密传输获得频谱资源，在提升主用户保密速率的同时，为次用户创造了更多的传输机会。所有参与协作安全传输的用户能够获得更加合理的频谱资源，充分调动了次用户参与协作的积极性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于匹配论的认知无线网络物理层安全传输方法
本专利技术属于认知无线电通信领域，涉及无线网络物理层安全传输方法，具体涉及一种基于匹配论的认知无线网络物理层安全传输方法。
技术介绍
随着无线通信技术的迅速发展，频谱资源短缺问题日益凸显出来。认知无线电技术作为一种有效缓解频谱资源短缺问题的方法得到越来越多的重视和研究。认知无线电技术旨在保证授权用户服务质量的基础上使非授权用户可以共享授权用户的频谱资源，从而提升频谱的利用效率。认知无线电技术的推广使用可以有效提升现有频谱资源的利用率，但其动态开放的频谱特性也使其更易受到恶意节点的窃听，面临更大的安全威胁。和传统密码学在网络架构上层的应用不同，物理层安全技术主要研究如何利用无线网络中物理层信道的特征，实现绝对意义上的安全通信，即可以在没有高层加密或者被窃听者窃取密钥的情况下仍然能提供有效的保密通信。在物理层安全技术中，为了衡量网络的安全性能，保密速率的概念被提出。协作中继和协作干扰是两种重要的提升保密速率的协作手段。在认知无线网络中利用协作中继和协作干扰来提升保密速率的障碍之一就是缺少激励。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于匹配论的认知无线网络物理层安全传输方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一：对网络中的主用户和次用户按照分布式匹配方法进行匹配，包括：/n步骤1.1：初始化，包括如下步骤：/n(1)记t为迭代轮数，W为待匹配主用户集；初始化t＝1，

【技术特征摘要】
20200603 CN 20201049608331.一种基于匹配论的认知无线网络物理层安全传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对网络中的主用户和次用户按照分布式匹配方法进行匹配，包括：
步骤1.1：初始化，包括如下步骤：
(1)记t为迭代轮数，W为待匹配主用户集；初始化t＝1，表示空集；
(2)记Φ(x)为x的匹配，Φ(PUm)＝(SU0，0)表示主用户PUm未匹配任何次用户，Φ(SUn)＝(PU0，0)表示次用户SUn未匹配任何主用户，PU0和SU0是为了表示未匹配而设置的虚拟用户；初始化各主用户的匹配为Φ(PUm)＝(SU0，0)，初始化各次用户的匹配为Φ(SUn)＝(PU0，0)；
(3)记为第t轮次用户SUn对主用户PUm的奖励时间因子要价，各次用户SUn依据



初始化第1轮对各主用户PUm的奖励时间因子要价，其中R为传输速率；
步骤1.2：次用户发布第t轮奖励时间因子要价，主用户根据要价进行决策，包括如下步骤：
(1)设
(2)记为第t轮次用户SUn对各主用户的要价所组成的集合，各次用户在网络中发布奖励时间因子要价集
(3)记为第t轮主用户PUm得到的各次用户对其要价组成的集合；各主用户根据次用户的发布信息得到对自己的要价集然后各主用户根据要价集以及和各次用户匹配所可能得到的效用函数值计算最佳匹配对象索引集

的计算表达式为：



其中，为效用函数，为保密速率；
(4)记



为匹配请求发送标识；各主用户决定是否发出匹配请求：如果且Φ(PUm)＝(SU0，0)，则随机选择一个最佳匹配对象SUi发出匹配请求，然后把PUm放入待匹配主用户集W；
其中索引是从PUm最佳匹配对象索引集里随机选择的一个次用户索引，random({·})表示随机取出集合中的一个元素；
步骤1.3：次用户根据收到的匹配请求数进行决策，并确定第t+1轮要价，包括如下步骤：
对于各次用户
(1)如果Φ...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志文，周田，刘楠，尤肖虎，
申请(专利权)人：东南大学，网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：江苏;32