窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法，系统包括源节点、窃听者、能量受限中继和目的地节点，其中，所述能量受限中继和窃听者均接收源节点发送的信号，能量受限中继还向窃听者发送干扰信号；所述目的地节点接收能量受限中继发送的信号；所述源节点发送含有保密信息的RF信号，该RF信号同时传递信息和能量；所述能量受限中继包括能量收集器、信息接收器和中继协作干扰机。本发明专利技术在混合RF/FSO系统中，采用一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及安全传输方法，大大改善了混合RF/FSO系统通信的安全性能。安全性能。安全性能。

【技术实现步骤摘要】
窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法


[0001]本专利技术属于无线通信领域，特别涉及一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术飞速发展，频谱资源的需求也呈爆发增长之势，频谱资源稀缺问题开始备受重视。射频通信作为传统的通信技术，虽然依旧是通信首选，但它的发展受制于其自身的一些问题，包括有限的数据速率、许可频谱、干扰等。自由空间光通信(Free
‑
space optical,FSO)也称为大气光通信，具有免费许可证、保密性、低成本和高带宽等优点。但是易受到指向误差和各种环境因素影响，也不适用于远距离通信。为解决上述问题，混合RF/FSO系统被提出，具有高容量、可扩展和低成本等优点，被认为是一种独具优势的通信模型。物理层安全性最近被提出作为提供安全无线通信的密码学方法的补充。保密是通过利用无线通信系统的物理层属性，特别是干扰和衰落来实现的。在过去的十年中，已经研究了几种重要的物理层安全技术。受无保密约束的协作通信的启发，用户协作是一种很有前途的提高保密性能的策本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统，其特征在于，包括源节点、窃听者、能量受限中继和目的地节点，其中，所述能量受限中继和窃听者均接收源节点发送的信号，能量受限中继还向窃听者发送干扰信号；所述目的地节点接收能量受限中继发送的信号；所述源节点发送含有保密信息的RF信号，该RF信号同时传递信息和能量；所述能量受限中继包括能量收集器、信息接收器和中继协作干扰机。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线，能量收集器收集源节点提供的能量，中继协作干扰机利用收集到的能量发射干扰信号给窃听者。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息接收器接收源节点发送的含有保密信息的RF信号，信息接收器包括若干个接收天线和单个发射孔径，通过FSO链路发送给目的地节点。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述源节点和所述能量受限中继之间的通过服从Nakagami
‑
m分布的RF链路传输信号，所述窃听者和所述源节点之间通过服从Nakagami
‑
m分布的RF链路传输信号，所述能量受限中继和所述目的地节点之间通过服从M衰落分布的FSO链路传输信号。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量受限中继接收到的信号表示为：其中，分别为源节点对能量受限中继的传输信号和能量收集信号，P
S
是源节点发射功率，x
SR
为源节点的归一化信号，h
SR
表示源节点到能量受限中继通信链路的衰减因子，d
SR
代表源节点到能量受限中继的距离，τ是路径损耗指数，n
R
表示中继协作干扰机处均值为零、方差为的加性高斯白噪声。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当忽略噪声的存在时，由可知当忽略噪声的存在时，获得能量E
R
表示为：其中，T是用于能量收集和发射干扰的设计总时间块，ζ是中继将射频信号转换为直流电的能量转换效率。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，由于中继具有多条干扰发射天线N
J
，使用人工干扰生成方法，干扰机生成一个零空间正交基的N
J
×
(N
J
‑
1)矩阵W，其中向量χ具有(N
J
‑
1)个归一化方差的独立同分布复高斯随机元素，干扰机发送W
χ
作为干扰信号，在中继协作干扰机作用下，窃听者处接收到的信号可以表示为：其中，h
SE
和h
RE
分别是源节点到窃听者通信链路和能量受限中继到窃听者通信链路衰减
因子，P
R
是能量受限中继发射功率，d
SE
代表源节点到窃听者的距离，d
RE
代表能量受限中继到窃听者的距离，τ是路径损耗指数，n
E
表示窃听者处均值为零、方差为的加性高斯白噪声。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怡，詹志武，沈子贺，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：