[发明专利]车联网中基于SWIPT的物理层安全通信方法

权利要求书

1.车联网中基于SWIPT的物理层安全通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，信息传输过程分为第一时隙和第二时隙，在第一时隙内，源车辆S_i广播要传输信息，中继车辆R接收源车辆传输的信息，窃听设备窃听源车辆传输的信息，得到源车辆S_i到窃听设备E对应的信噪比其中，i＝1,2；第一时隙为αT，α为第一时隙的时间分配比例，0＜α＜1，T为时间块长度；

其中P为源车辆的信号发射功率，g_i表示源车辆窃听设备的信道系数，δ²表示平均信道噪声功率，i,且

S2，中继车辆采用无线携能通信-SWIPT将接收到的S1中源车辆传输的信息分为两部分，所述两部分信息分配比例为ρ:1-ρ，其中，ρ部分用于能量收集，1-ρ部分的信息进行放大转发；

S3，在第二时隙，即(1-α)T，中继车辆将S2所述1-ρ部分的信息进行放大传输，源车辆S_i接收中继车辆R第二时隙传输的信息；

源车辆S_i消除所述信息中自身的发射信息部分，进而得到源车辆S_i对应的信噪比γ_i；

窃听设备E窃听中继车辆第二时隙传输的信息，并根据所述信息，识别两个源车辆S_i的信息，同时得到中继车辆R到E得到关于S_i的发送信息的信噪比其中i＝1,2；

源车辆S_i对应的信噪比为：

中继车辆R到E关于S_i的发送信息的信噪比为：

其中，η为能量转换效率，h_i表示源车辆到中继车辆的信道系数，g_r表示中继车辆到窃听设备的信道系数，E₀表示中继车辆接收信号的总能量，即E₀＝P(|h₁|²+|h₂|²)；

S4，根据S1中得到的源车辆S_i到窃听设备E对应的信噪比S3中得到的中继车辆R到E关于源车辆S_i发送信息的信噪比以及源车辆接收信号的信噪比，进而得到系统的安全容量C_s(α,ρ)：

S5，固定功率分配比例得到最大化对应的值即可得到

S6，固定时间分配比例得到最大化对应的值即可得到

S7，计算S5所得和S6所得的差值，若则执行S8，否则令t＝t+1，并执行S5-S7，直到t为最大迭代次数；

S8，确定最优功率分配比例以及最优时间分配比例按照所述分配比例基于SWIPT的物理层安全地进行通信。

2.根据权利要求1所述的车联网中基于SWIPT的物理层安全通信方法，其特征在于，S5中，最优时间分配比例

其中，其中，i＝1,2，W(·)为朗伯W函数，α₀通过在α₁与α₂间进行二分查找得到，e为自然对数函数的底数；

S6中，

其中，

3.根据权利要求1所述的车联网中基于SWIPT的物理层安全通信方法，其特征在于，S3中中继车辆用所有S2中收集来的能量将信息进行放大传输。

4.根据权利要求1所述的车联网中基于SWIPT的物理层安全通信方法，其特征在于，S3中，源车辆S_i用串行干扰消除技术消除所述信息中自身的发射信息部分。

5.根据权利要求1所述的车联网中基于SWIPT的物理层安全通信方法，其特征在于，S7所述最大迭代次数I_m＝10，最大误差值ε＝0.001，迭代初始值t＝1，功率分配比例初始值