[发明专利]一种远距离物理层安全能量采集方法

权利要求书

1.一种远距离物理层安全能量采集方法，具有如下特征：本发明技术方案如下：所依托的远距离物理层安全能量采集系统包括单天线基站、单天线合法用户、单天线中继节点和单天线非法用户；

其中，单天线基站和单天线合法用户的数量为1个；单天线中继节点的数量为大于等于2个；单天线非法用户的数量为大于等于2个；多个单天线中继节点和单天线基站距离较近，形成一个簇；

其中，单天线基站简称基站；单天线合法用户，简称合法用户；单天线中继节点，简称中继节点；单天线非法用户，简称非法用户；

其中，多个单天线中继节点通过合作，相当于一个多天线中继节点；

单天线非法用户和单天线合法用户距离单天线基站较远，通常假设单天线基站与单天线合法用户以及单天线非法用户之间没有直接通信链路；本发明所述方法所依托的系统采用解码转发策略工作；具体包含第一阶段策略和第二阶段策略两部分。

2.根据权利要求1所述的一种远距离物理层安全能量采集方法，具有如下特征：第一阶段策略，包含如下步骤：

步骤一、单天线基站发送信号给同一个簇中的单天线中继节点；

步骤二、单天线中继节点接收信号并对信息进行解码；

至此，经步骤一及步骤二，完成了一种远距离物理层安全能量采集方法的第一阶段策略；

第二阶段策略包含如下步骤；

步骤三、单天线中继节点转发解码出的信号；

步骤四、合法用户接收信号，非法用户窃听信号；

步骤五、合法用户处理接收到的信号，获取能量和信息；

至此，从步骤一到步骤五，完成了一种远距离物理层安全能量采集方法。

3.根据权利要求2所述的一种远距离物理层安全能量采集方法，具有如下特征：第一阶段策略的步骤一所依托的系统中有1个基站，多个中继节点分别表示为R₁,R₂,…,R_K，1个合法用户，多个非法用户分别表示为E₁,E₂,…,E_M形成一个集合进行合谋；

基站向在同一个簇中的中继节点发送信号x_s，发射信号x_s满足E(|x_s|²)＝P，其中P为基站发送信号功率。

4.根据权利要求2所述的一种远距离物理层安全能量采集方法，具有如下特征：步骤二中继节点R_k(1≤k≤K)接收到的信号为y_R,_k＝x_sh_k+n_R,k，其中，h_k为基站与中继节点R_k之间的信道系数，n_R,k为均值为零、方差为的加性高斯白噪声；

因为基站和中继节点之间的距离并不远，中继节点可以正确地解码接收到的信号，而且基站可以用一个很小的功率广播信号，这样分布在远处的合法用户和非法用户不会收到信号。

5.根据权利要求2所述的一种远距离物理层安全能量采集方法，具有如下特征：第二阶段策略中的步骤三中多个单天线中继节点进行合作，等效于一个多天线中继，称为等效中继节点；等效中继节点将接收到的源信号号x_s进行转发，则发送的信号可以表示为：

${\stackrel{\→}{y}}_R={\stackrel{\→}{h}}_{S,R}{x}_s+{\stackrel{\→}{n}}_R---\left(1\right)$

其中，