[发明专利]一种基于协作非正交多址网络的安全传输方法

说明书

本发明提供了一种基于协作非正交多址网络的安全传输方法，属于移动通讯技术领域。本发明中，对于存在一个窃听者窃听远距离用户的NOMA系统，通过中继和将近距离用户的信号作为人工噪声，来保证远距离用户的物理层安全，得到近距离用户的中断概率和远距离用户的安全中断概率并求解。本发明相对于传统的NOMA系统，显著地提高了NOMA系统中远距离用户的物理层安全性能。

技术领域

本发明属于移动通讯技术领域，具体涉及一种基于协作非正交多址网络的安全传输方法。

背景技术

随着移动互联网的不断发展，接入网络的设备数目越来越多，通信质量的要求也越来越高，频谱资源也越发稀缺，现有的通信技术已经不能满足人们的需求，因此，需要研究频谱利用效率更高的新型通信技术。

非正交多址技术(Non-OrthogonalMultipleAccess，NOMA)是集多种资源维度于一体的新型多址方案。NOMA技术在传统的时频域基础上，多加了一个功率域。在NOMA系统中，基站为每个用户独自进行编码与调制，接着根据用户自身的信道条件，按照一定的算法进行功率分配，各用户信号在相同的时域频域资源上进行复用，然后通过OFDM调制发送；在接收端，首先经过OFDM解调得到叠加用户信号，然后根据各叠加用户的信干噪比利用干扰消除技术进行多用户检测，从而正确接收相应的信息。通过功率叠加，NOMA可以接入更多的用户，提升了频谱效率。

在NOMA系统中，一般给距离远的用户分配较大的功率，距离近的用户分配较小的功率。因此长距离用户的安全性很差，当长距离用户对安全性要求较高时，长距离用户的安全问题就会凸显出来。

发明内容

本发明提出了一种基于协作非正交多址网络的安全传输方法，目的在于解决上述背景技术中提到的问题。

本发明的技术方案为：

一种基于协作非正交多址网络的安全传输方法，包括以下步骤：

步骤一，在本发明考虑的NOMA系统中，设有一个基站BS、中继、用户U1、用户U2和一个窃听者，其中用户U2和基站BS之间的距离d_B2大于用户U1和基站 BS之间的距离d_B1，且窃听者只对用户U2的信号感兴趣。系统中的节点都配有单天线，且工作模式为半双工，基站BS和中继的发射功率分别为P_B和P_R。系统中的噪声为白噪声，其均值为0、方差为σ²。基站BS和中继之间的距离为d_BR，且 d_BR＜d_B1＜d_B2。因此得到：

其中表示基站BS和中继之间的信道增益，表示基站 BS和用户U1之间的信道增益，表示基站BS和用户U2之间的信道增益；g_BR为基站BS和中继之间的瑞利衰落系数，g_B1为基站BS和用户U1之间的瑞利衰落系数，g_B2为基站BS和用户U2之间的瑞利衰落系数；α为路径损耗指数；β为单位路径损耗。

步骤二，在第一时隙，基站BS将用户U1的信号x₁和用户U2的信号x₂复合后发送给用户U1和中继；

用户U1接收到的信号表示为：

其中，P₁为基站BS分配给信号x₁的功率，P₂为基站BS分配给信号x₂的功率；