1.一种单向全双工MIMO中继天线选择安全传输方法,其特征在于,全双工MIMO中继系统包括信源、中继、目的端和窃听者,所述信源、中继、目的端和窃听者均配置多天线,信息的传输在一个时隙内完成,具体包括:获取信源的发送天线i和中继的接收天线j;其中,i=1,..,NS,NS表示信源的天线数;j=1,...,NR,NR表示中继的天线数;
获取中继的发送天线k;其中,k=1,...,NR-1;
基于所述信源的发送天线i、中继的接收天线j和中继的发送天线k,获取目的端的接收信噪比和窃听者的接收信干噪比;
基于目的端的接收信噪比和窃听者的接收信干噪比,获取所述全双工MIMO中继系统的瞬时安全容量;
所述获取信源的发送天线i和中继的接收天线j,包括:基于已知的信源到窃听者链路及信源到中继链路的平均CSI,以最大化中继接收信干噪比为原则,设计信源的发送天线i和中继的接收天线j的选择准则,如下:其中,hSR,i,j表示信源到中继的信道参数;gSE,i表示信源到窃听者的信道参数; 表* *
示对X求均值;i表示按照天线选择准则选择出来的信源的发送天线;j表示按照天线选择准则选择出来的中继的接收天线;
信源将信息广播至中继和窃听者,中继的接收信号的表达式为其中,PS=αP表示信源的发送功率,P表示总功率,α为功率分配因子,且0<α<1;xS[n]表示单位方差信源信号;nR[n]表示中继上接收到的方差为σ2的加性白高斯噪声;由于中继在解码转发信息的时候会产生一定的时延,n表示当前时刻;
所述获取中继的发送天线k,包括:设计中继的发送天线k的选择准则,如下:其中,hRD,k表示中继到目的端的信道参数;gRE,k表示中继到窃听者的信道参数;k*表示按照天线选择准则选择出来的中继的发送天线;
中继将解码后的信息转发至目的端,目的端的接收信号表达式如下:其中,PR=(1-α)P表示中继的发送功率;nD[n]表示目的端接收到的方差为σ2的加性白高斯噪声,向量阶数为ND×1,ND表示目的端的天线数;xR[n+1]为中继向外广播的信号,由于中继解码转发需要时间,故目的端接收到的中继发出的信息存在延时,n+1表示时延后的下一时刻;
所述获取目的端的接收信噪比和窃听者的接收信干噪比,包括:中继采用固定解码转发协议,目的端的接收信噪比表达式如下:窃听者的接收信号表达式如下:
其中,xS[n]表示单位方差信源信号;xR[n+1]表示中继向外广播的信号,由于中继解码转发需要时间,故窃听者接收到的中继发出的信息存在延时;nE[n]表示窃听者接收到的方差为σ2的加性白高斯噪声,向量阶数为NE×1,NE表示窃听者的天线数;
由于窃听者只能窃听到由信源发出的信息,中继解码转发的信息对于窃听者而言为干扰信号,则窃听者的接收信干噪比表达式如下:所述获取所述全双工MIMO中继系统的瞬时安全容量,包括:所述瞬时安全容量的表达式如下:其中,合法信道的信道容量CD=log2(1+γD),窃听信道的信道容量CE=log2(1+γE);
[x]+=max{0,x}。