1.一种能量受限非可信中继网络的安全速率最优方法，其特征在于，应用在非可信中继网络系统，所述系统包括一个信源节点S、一个能量受限中继节点R、一个友好型干扰节点FJ，以及一个目的节点D；系统中所有的节点都配置单根天线，且工作在半双工模式；信源节点到目的节点的信息传输过程在一个时隙T内完成；传输方法包括：在第一时隙T/2内，中继将接收到的信号功率当中一部分功率βPR用于能量采集，剩余的(1‑β)PR则用于信息接收；其中PR表示中继上接收到总信号功率，β表示能量受限中继接收到信号功率的分配系数，0＜β＜1；

在第二时隙，中继节点利用采集到的能量将接收的信息通过放大转发协议传输到目的节点；

计算出合法链路和窃听链路的相关信燥比；

根据合法链路和窃听链路信噪比，构建系统的可达安全速率目标函数；

基于交替优化的联合优化方法，获得系统最优可达安全速率；

在第一时隙，R接收到信号功率为：

2 2

PR＝PS|h0|+PJ|g0|在第一时隙，R上采集到的总能量E表示为：

2 2

E＝η(PS|h0|+PJ|g0|)βT其中，η∈(0,1)表示为能量转换效率因子；PS表示信源传输信息到中继节点的功率；h0表示S到R之间链路的信道增益；PJ表示友好型干扰节点发送人工噪声降低非可信中继节点的窃听信道容量的功率；g0表示FJ到R之间链路的信道增益；系统总的发射功率为P＝PS+PJ，且有PJ＝(1‑ρ)P和PS＝ρP成立，ρ表示信源传输功率与系统总传输功率的比值，即传输功率分配系数；

R接收的信息为：

其中，xS为S广播的密码信息，xJ为FJ发送的人工噪声信号，nR为中继上产生的加性白高斯噪声，噪声方差为N0；

在第二时隙，中继节点利用采集到的能量将接收的信息通过放大转发协议传输到目的节点，具体包括：在第二时隙，中继节点利用采集到的能量将接收到的信息以一定的放大增益转发到目的节点，其发射功率PT和放大增益G分别表示为：目的节点接收到中继节点转发的信号为：其中，h1表示R到D之间链路的信道增益；nD为目的节点上产生的加性白高斯噪声和噪声方差为N0；

合法链路的相关信燥比γD和窃听链路的相关信燥比γE分别为：瞬时可达安全速率RS表示为：+

其中，[RD‑RE] ＝max(0,RD‑RE)， 表示合法信道的容量，表示窃听信道的容量；

优化的目标函数表示为：

P1:

2

s.t.0＜|G|≤PT，E≥θ,

0＜ρ＜1,

0＜β＜1,

其中，θ为中继能量采集电路所需要的最小能量；G表示中继节点上可获得的总功率上界值；在能量约束的条件下，协作中继上的发射功率应不能低于采集到的最小功率；

基于交替优化的联合优化方法，包括：*

先固定传输功率分配系数ρ的值，推导出系统的最优信号功率分配因子β的闭合表达式；

* *

将推导出的β代入含β的表达式再继续推导最优的ρ；

max

计算优化目标函数最大值Λ ；

具体的，根据对数函数的单调性，在去掉P1中 前缀后有：P2:

2

s.t.0＜|G|≤PT,

0＜ρ＜1,

0＜β＜1,

2

其中，E＝η(PS|h0|+PJ|g0|2)βT/2；

*

联合P2的第三个约束条件后可知，最优β满足如下等式：* * *

在得到最优β后，继续解析出最优传输功率分配系数ρ；将推导出的最优β代入Λ中所有含β式子，获得关于ρ的表达式，如下：*

通过一维线性搜索即得到ρ最优解；

* * max

最后，根据对应的最优值β和ρ计算出Λ 。