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专利号: 2016106340684
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种结合协作干扰与时分能量采集技术的系统安全传输方法,用于中继网络,其中中继网络包括信源、中继、信宿和窃听者四个节点,其特征在于:信源与信宿之间信息传输过程分为第一传输时隙、第二传输时隙和第三传输时隙完成,在所述第一传输时隙中,信源广播人工噪声至中继,中继通过两根天线进行能量采集,中继采用时间分配的能量采集技术,所述第一传输时隙完全用于采集能量,忽略中继采集天线接收噪声的微弱能量;在所述第二传输时隙中,信源广播信息至中继和窃听者,中继接收信源信息的同时将第一时隙所采集能量全部用于发送人工噪声来干扰窃听者对信源的窃听;在所述第三传输时隙中,信源广播人工噪声信号给中继和窃听者,中继通过对噪声信号采集能量,同时将采集的能量用于转发信息至信宿,窃听者节点对中继转发过程的窃听受到了信源发送噪声信号的干扰。

2.根据权利要求1所述的结合协作干扰与时分能量采集技术的系统安全传输方法,其特征在于:所述第一传输时隙中,中继接收信号的表达式为 其中PS为信源的发送功率,d1为信源到中继的距离,m表示路径损耗因子,hSR=[hSR1,hSR2]T表示信源至中继两根天线的信道参数矩阵,fS为信源发送的单位方差人工噪声信号,表示中继每根接收天线的噪声方差。

3.根据权利要求2所述的结合协作干扰与时分能量采集技术的系统安全传输方法,其特征在于:在所述第一传输时隙中,中继采用时间分配的能量采集技术采集的能量为其中η表示无线能量采集中的能量转化效率因子,α表示时间分配因子,T表示三个时隙传输的总时长。

4.根据权利要求3所述的结合协作干扰与时分能量采集技术的系统安全传输方法,其特征在于:中继在所述第二传输时隙接收到的信号为:其中PR2表示中继在第二时隙的发送功率,

hRR为中继自干扰信道参数,fR为中继发送的

单位方差人工噪声信号,nSR表示方差为σ2的加性白高斯噪声,窃听者节点在所述第二传输时隙接收信号的表达式为 其中,hSE表示信源与窃听者间信道系数,hRE表示中继与窃听者间信道系数,d3表示信源到窃听者的距离,d4表示中继到窃听者的距离,nSE表示方差为σ2的加性白高斯噪声,中继和窃听者在所述第二传输时隙的接收信噪比分别为:在所述第三传输时隙中,信宿接收信号表示为 其中d2为中继到信

宿之间的距离,nRD表示方差为σ2的加性白高斯噪声,窃听者在第三时隙接收的信号表达式为 其中nRE表示方差为σ2的加性白高斯噪声,PR3表示中继在第三时隙的发送功率,且 信宿和窃听者在所述第三

传输时隙的接受信噪比分别为:

5.根据权利要求4所述的结合协作干扰与时分能量采集技术的系统安全传输方法,其特征在于:在所述第二传输时隙和第三传输时隙中,中继采用固定解码转发协议进行转发,安全传输网络中的合法信道接收信噪比为γD=min(γSR,γRD),窃听者在所述第二传输时隙和所述第三传输时隙中都能窃听到有用信息,窃听者采用选择合并的方式合并所述第二传输时隙和第三传输时隙接收到的信号,窃听信道接受信噪比表示为γE=max(γSE,γRE)。

6.根据权利要求5所述的结合协作干扰与时分能量采集技术的系统安全传输方法,其特征在于:还包括增强系统安全性能的时间分配步骤,系统的瞬时安全速率表示为CS=[CD-CE]+,其中 [a]+表示max(a,0),系统的遍历安全容量为E(CS)=E([CD-CE]+),E(x)表示对x求均值,评价传输系统安全性的安全吞吐量表示为τ=(1-α)E(CS),当时间分配因子取最优值时,系统的安全吞吐量达到最大,系统安全性能达到最好。