[发明专利]安全传输无线携能网络的联合网络选择及资源分配方法

权利要求书

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B_n，网络n的AP与用户之间链路的信道衰落因子c_n及路径损耗因子α_n，合法用户m与网络n的AP之间的距离d_m,n，网络n内的窃听用户到网络内AP的距离d_n；

步骤2)、定义网络选择标识β_m,n；所述步骤2)合法用户m网络选择标识β_m,n表示为第m个合法用户的网络选择标识：β_m,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，β_m,n＝1表示合法用户m选择网络n接入，β_m,n＝0表示合法用户m未选择网络n接入；

步骤3)、计算合法用户m采集功率

步骤4)、计算合法用户m平均保密速率和合法用户m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(η_m,n)和网络平均总能效E(η)；

步骤7)、设置约束条件对网络选择、合法用户m传输速率、AP发送功率、采集功率以及功率分流比进行限制；

步骤8)、根据网络平均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3)合法用户m在接收到网络接入点AP发送信息的同时执行能量采集，令δ_m和ρ_m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，P_m,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与合法用户m之间的链路增益，

3.根据权利要求2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接收信噪比，其中，ρ_m为合法用户m的功率分流比，P_m,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与合法用户m之间的链路增益，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。

4.根据权利要求3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，R0、R分别表示圆环的半径，d_n概率密度函数为：

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6)网络平均总能效的计算公式为M为合法用户总数，N为可供接入的网络总数，其中，E(η_m,n)为合法用户m选择网络n接入时对应的平均能效，P_c为电路消耗功率。

6.根据权利要求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7)设置约束条件对网络选择、合法用户m传输速率、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β_m,n应满足条件：合法用户m传输速率需满足条件：其中，为合法用户m接入网络n时的最小传输速率需求；合法用户m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ρ_m需满足条件：0≤ρ_m≤1。

7.根据权利要求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：在满足所述步骤8)设置约束条件对网络选择、合法用户m传输速率、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化准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，E(η)表示网络平均总能效，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。