[发明专利]多播网络中面向安全通信的用户模式选择和功率控制方法

权利要求书

1.一种多播网络中面向安全通信的用户模式选择和功率控制方法，所述多播网络中有一个基站、K个用户和一个窃听者，用户集为h_k、g和I_k分别是从基站到用户k、从基站到窃听者和从用户k到窃听者的信道增益，p为基站传输功率，限制其均值最大为即其中为数学期望；其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：用户模式选择，即每个用户可在信息解码和发射干扰信号两种模式中选择；其中，用户模式选择变量ρ_k和基站发射功率控制变量的p优化步骤如下：

(1)初始化λ为任意正数；

(2)初始化

(3)随机化用户顺序，对于所有用户k＝1,…,K执行以下步骤(3.a)-(3.d)；

(3.a)令

(3.b)令ρ_k＝1，根据下式计算

其中根据和ρ_k＝1得到

(3.c)令ρ_k＝0，根据下式计算

根据和ρ_k＝0得到

(3.d)若O₁≥O₀，则用户k选择所述信息解码模式，并令若O₁O₀，则用户k选择所述发射干扰信号模式，并令

(4)更新λ如下，其中正数θ为更新的步长，如果λ收敛，则算法结束，输出用户模式选择变量ρ_k,k＝1,…,K和基站发射功率控制变量p；否则返回步骤(2)；

步骤二：基站发射功率控制，选择发射干扰信号模式的用户以功率q_k向窃听者发送干扰信号，基站以发射功率p向所有用户传输信息，具体为：用ρ_k代表用户模式选择因子，ρ_k＝1表示用户k选择信息解码模式，ρ_k＝0表示用户k选择所述发射干扰信号模式，令代表进行信息解码的用户集，q_k为用户k的发射干扰信号的功率；多播网络的保密和速率定义为其中代表最大可达信息速率，代表窃听者的最大可达窃听速率；通过求解如下问题来联合决定用户模式选择变量ρ_k和基站发射功率控制变量p：

p≥0 (3)

2.根据权利要求1所述的多播网络中面向安全通信的用户模式选择和功率控制方法，其特征在于：步骤(3)中，可对用户顺序进行M≥1次随机化，将平均保密和速率最大的一次随机化时的结果作为最终结果。