[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

说明书

本发明请求保护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，属于移动通信技术领域。该方法包括以下步骤：步骤1)、采集网络及用户内参数信息；步骤2)、定义网络选择标识β_m，n；步骤3)、计算合法用户采集功率步骤4)、计算合法用户平均保密速率和合法用户传输速率步骤5)、计算网络n内窃听用户的平均接收速率步骤6)、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。本发明所述方法可以有效保障在满足网络选择、合法用户速率、AP发送功率、采集功率以及功率分流比的约束条件的限制下实现网络能效优化。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是无线携能网络资源分配技术领域，公开一种基于安全传输的无线携能网络联合网络选择及资源分配方法。

背景技术

随着无线通信技术快速发展，能源消耗问题日益严峻。为解决当前传统能源使用方式造成能源利用率低下的问题，可采用高效的能量采集技术。作为一种新型能量采集技术，无线携能通信融合通信技术及输电技术，实现信息与能量的并行传输，在传输信息的同时实现能量采集，具有广阔应用前景。同时，联合考虑网络选择的无线携能网络可有效解决在当前异构网络融合环境下多模终端在有多种无线接入技术并存的复杂环境中合理选择最有效无线承载的问题。

网络安全是当前无线网络核心问题之一，也是无线网络大规模普及和应用的前提条件。随着无线携能网络未来的普及，网络安全问题也将面临更加严峻的挑战，如何保证和提高信息的安全性，一直是无线携能网络技术研究的一个重点领域。

目前已有研究考虑无线携能网络中基于安全传输的资源分配方法，如文献[HuangX,Li Q,Zhang Q,et al.Power allocation for secure OFDMA systems with wirelessinformation and power transfer,Electronics Letters,2014]中提出了一种基于保密速率最大化的功率分配算法，文献[Zhang M,Liu Y,Feng S.Energy harvesting forsecure OFDMA systems,Wireless Communications and Signal Processing(WCSP),2014]考虑在OFDMA下行系统中，基于最大化采集功率的最佳联合子载波分配和功率分流比策略的算法。

现有基于窃听用户网络场景的资源分配方案的研究中较少考虑用户的网络选择问题以及窃听用户位置随机分布下的资源分配问题。此外，现有资源分配研究较多以吞吐量优化为目标，未考虑用户设备能量消耗，可能导致能效较低，对于能耗敏感终端设备，其业务体验将受到严重影响。

发明内容

针对以上技术的不足，提出了一种保障合法用户QoS需求的同时实现网络能效最大化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。本发明的技术方案如下：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，其包括以下步骤：

步骤1)、采集网络及用户内参数信息，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；

步骤3)、计算合法用户采集功率

步骤4)、计算合法用户平均保密速率和合法用户传输速率

步骤5)、计算网络n内窃听用户的平均接收速率