1.一种安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,所述无线携能网络的每个合法用户选择一个网络进行通信,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)、采集网络及用户参数信息,包括网络n的信道带宽Bn,网络n的AP与用户之间链路的信道衰落因子cn及路径损耗因子αn,合法用户m与网络n的AP之间的距离dm,n,网络n内的窃听用户到网络内AP的距离dn;
步骤2)、定义网络选择标识βm,n;
步骤3)、计算合法用户采集功率
步骤4)、计算合法用户平均保密速率 和合法用户传输速率步骤5)、计算网络n内窃听用户的平均接收速率
步骤6)、根据步骤4)和步骤5)计算单链路平均能效E(ηm,n)和网络平均总能效E(η);(步骤顺序进行了调整)步骤7)、设置约束条件对网络选择、合法用户速率、AP发送功率、采集功率以及功率分流比进行限制;
步骤8)、根据网络总能效最大化准则联合优化确定网络选择、能量采集以及AP发送功率分配策略。
2.根据权利要求1所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:所述步骤2)合法用户网络选择标识βm,n表示为第m个合法用户的网络选择标识:βm,n∈{0,1},1≤m≤M,1≤n≤N,其中M为合法用户总数,N为可供接入的网络总数,βm,n=1表示合法用户m选择网络n接入,βm,n=0表示合法用户m未选择网络n接入。
3.根据权利要求1所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:所述步骤3)合法用户在接收到网络接入点AP发送信息的同时执行能量采集,令δm和ρm分别为合法用户m的能量采集效率和功率分流比,则合法用户m选择网络n接入时采集到的功率为: 其中,Pm,n为合法用户m选择网络n时AP的发送功率,为网络n的AP与用户m之间的链路增益,
4.根据权利要求1所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:所述步骤4)合法用户m接入网络n时对应平均保密速率 和合法用户m接入网络n时传输速率 的计算公式为: 其中,
为合法用户m接收到网络n所发数据的接收速率, 为合法用户接收信噪比, 其中,σ2为链路噪声功率, 为网络n内窃听用户窃听合法用户m时的平均接收速率。
5.根据权利要求4所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:所述步骤5)平均接收速率 的计算公式为其中, 为合法用户m选择网络n接收AP发送数据时窃听用户接收信噪比,为网络n的AP与窃听用户之间的链路增益, 其中,窃听用户位置在距AP距离为R0到R的圆环区域内均匀分布,dn概率密度函数为:
6.根据权利要求2和5所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:所述步骤6)建模网络总能效的计算公式为其中,E(ηm,n)为合法用户m选择网络n接入时对应的平均能效, Pc为电路消耗功率。
7.根据权利要求2、3和6所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:所述步骤7)设置约束条件对网络选择、合法用户速率、AP发送功率、采集功率以及功率分流比进行限制具体为;网络选择标识βm,n应满足条件:合法用户传输速率需求条
件: 其中, 为合法用户m的最小接收速率需求;合法用户采集功率需满足条件: 其中, 为合法用户m最小采集能量;网络n内AP发送功率需满足条件: 其中, 为网络n可发送最大功率;功率分流比ρm需满足条件:0≤ρm≤1。
8.根据权利要求7所述的安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法,其特征在于:在满足所述步骤8)设置约束条件对网络选择、合法用户速率、AP发送功率、采集功率以及功率分流比的限制条件后,调用公式 基于网络平均总能效最大的原则联合优化求解得到网络选择、能量采集以及AP发送功率分配策略即 其中, 表示最佳网络选择策略, 表示最佳AP发送功率, 表示最佳功率分流比。