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专利号: 2016106340699
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:

1.一种基于功率分配能量采集技术的全双工中继安全传输方法,用于全双工中继网络,其中全双工中继网络包括信源、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和第二传输时隙完成,在所述第一传输时隙中,信源将有用信息广播至中继和窃听者,中继节点将部分接收到的信号通过功率分配能量采集技术转化为能量,并同时将采集的能量用以发送人工噪声来干扰窃听者对信源的窃听;在所述第二传输时隙中,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,中继在所述第一传输时隙和第二传输时隙均为全双工工作模式。

2.根据权利要求1所述的基于功率分配能量采集技术的全双工中继安全传输方法,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为信源至中继的信道参数,hRR为中继收发天线间的自干扰信道参数,x为单位方差信源信号,nR表示方差为σ2的加性白高斯噪声。

3.根据权利要求1所述的基于功率分配能量采集技术的全双工中继安全传输方法,其特征在于:所述第一传输时隙中,采用的功率分配能量采集技术中采集的能量表示为其中β(0<β<1)表示功率分配因子,η表示进行无线能量采集时的能量转换效率因子,T表示两个时隙传输的总时长,同时,所述第一传输时隙中继采集的能量全部用于第一传输时隙发送人工噪声来干扰窃听者的窃听。

4.根据权利要求1所述的基于功率分配能量采集技术的全双工中继安全传输方法,其特征在于:所述第一传输时隙中,当部分信号用于能量采集之后,且中继处于全双工的工作模式下,中继实际接收到的信号为 其中PR1表示中继在第一时隙的发送功率,且 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,并且,窃听者在所述第一传输时隙的接收信号表达式为: 其中,d3表示信源到窃听者的距离,d4表示中继到窃听者的距离,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,在所述第一传输时隙中,中继和窃听者的接收信噪比分别表示为:在所述第二传输时隙中,信宿接收

信 号 表 达 式 为 : 窃听 者 接收 信 号 表 达式 为

其中d2为中继到信宿之间的距离,fS为中

继发送的单位方差人工噪声信号,hRD表示中继与信宿间信道系数,nRD,nRE均表示方差为σ2的加性白高斯噪声,PR2表示中继在所述第二传输时隙的发送功率,且 在所 述 第 二 传 输 时 隙 中 ,信 宿 和 窃 听 者 的 接 收 信 噪 比 分 别 为 :

5.根据权利要求4所述的基于功率分配能量采集技术的全双工中继安全传输方法,其特征在于:在所述第一传输时隙和第二传输时隙中,中继采用固定解码转发协议,合法信道接收信噪比表示为γD=min(γSR,γRD),窃听者采用选择合并方式合并所述第一传输时隙和第二传输时隙接收的信号,窃听信道接收信噪比表示为γE=max(γSE,γRE)。

6.根据权利要求1所述的基于功率分配能量采集技术的全双工中继安全传输方法,其特征在于:还包括增强系统安全性能的功率分配步骤,系统的瞬时安全速率表示为CS=[CD-CE]+,其中 [a]+表示max(a,0)。由此可得平均安全速率表示为E(CS)=E([CD-CE]+),E(x)表示对x求均值,当功率分配因子取最优值时,系统的平均安全速率达到最大,系统安全性能达到最好。