[发明专利]一种基于能量收集的两跳多中继网络安全传输方法

权利要求书

1.一种基于能量收集的两跳多中继网络安全传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、传输私密信息和干扰信息，私密信息的安全速率为：

R_sec＝(C_ab-C_ae)⁺

其中，(a)⁺＝max(0,a)，C_ab为接收端的认知私密信息传输速率，C_ae为窃听端的认知私密信息解码速率；

S2、中继R_i和R_j采用能量收割机制收割部分接收步骤S1传输的干扰信息，中继R_i采用放大转发中继协议转发私密信息和干扰信息，中继R_j采用解码转发方案发送新的干扰信息，接收端和窃听端均收到中继传输信息，通过设计干扰信息，消除干扰对合法用户影响，完成源节点私密信息的安全传输；

中继R_i处接收到步骤S1的信息为：

其中，β₁为R_i处的功率分割系数，P_s为发送端的传输功率，α为发送端的功率分配系数，h_ai为发送端到中继R_i的路径增益，x_s为归一化的认知私密信息，x_j为归一化的干扰信息，n_i为R_i处的接收噪声；

根据能量收割机制，中继R_i处收集的能量：

其中，η为能量转换效率系数；g_ai为发送端到中继R_i的信道功率增益；

中继R_j处接收到步骤S1的信息为：

其中，β₂为R_j处的功率分割系数，h_aj为发送端到中继R_j的路径增益，n_j为R_j处的接收噪声

根据能量收割原理，中继R_j处收集的能量为：

其中，g_aj为发送端到中继R_j的信道功率增益，中继R_j处的干扰信号x_rj满足下式：

接收端接收到的信息为：

其中，N₀为噪声方差，P_i和P_j分别为R_i和R_j传输的最大功率h_ib和h_jb分别为R_i和R_j到接收端的路径增益，x_rj为R_j转发的干扰信号，n_b为接收节点的噪声变量；

接收端信息的传输速率为

g_ib和g_jb分别为R_i和R_j到接收端的信道功率增益；

窃听端接收到的信息为：

其中，h_ie为R_i到窃听端的路径增益，h_je为R_j到窃听端的信道系数，n_e为窃听端的噪声变量；

窃听端的窃听速率为：

其中，g_ie和g_je分别为R_i和R_j到窃听端的信道功率增益。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中传输方法的传输中断概率为：

其中，λ_ai为发送端到R_i的信道方差，λ_ib为R_i到接收端的信道方差，R_b为网络的目标传输速率，K₁(·)为一阶第二类修正贝塞尔函数。