[发明专利]一种全双工认知窃听网络的物理层安全传输方法

权利要求书

1.一种全双工认知窃听网络的物理层安全传输方法，其特征在于，次用户发射机配置N_A根天线，次用户中继节点配置N_R根天线，全双工目的节点配置N_B根天线，网络通信过程包括信道估计阶段、系统数据传输阶段、窃听用户窃听阶段，具体为：

(1)信道估计阶段

次用户发射机向次用户中继节点发送广播导频信号，次用户中继节点以最大比合并方式接收导频信号，并计算次用户发射机到次用户中继节点的瞬时信噪比；

次用户中继节点采用最大比发送方式向全双工目的节点转发导频信号，全双工目的节点采用选择合并方式接收导频信号，并计算次用户中继节点到全双工目的节点的瞬时信噪比；

(2)系统数据传输阶段

第一时隙：次用户发射机选择N_A根天线中配置最佳的天线i^*向次用户中继节点发送信号，次用户中继节点以最大比合并方式接收信号，同时全双工目的节点采用迫零波束赋形方式向窃听用户发射定向干扰信号，干扰窃听用户的窃听；

第二时隙：次用户中继节点采用最大比发送方式向全双工目的节点转发数据，全双工目的节点选择N_B根天线中配置最佳的天线j^*接收信号，同时全双工目的节点上剩余的N_B-1根天线采用迫零波束赋形方式向窃听用户发射定向干扰信号，干扰窃听用户的窃听；

(3)窃听用户窃听阶段

第一时隙：窃听用户窃听次用户发射机发射的信号，同时接收全双工目的节点发送的定向干扰信号；

第二时隙：窃听用户窃听次用户中继节点转发的信号，同时收到全双工目的节点转发的定向干扰信号。

2.根据权利要求1所述的一种全双工认知窃听网络的物理层安全传输方法，其特征在于，所述信道估计阶段中，次用户发射机的第i根天线到次用户中继节点的瞬时信噪比为：

其中，表示次用户发射机的第i根天线与次用户中继节点间1×N_R维信道向量，i的范围为1≤i≤N_R，为次用户中继节点处的噪声功率，P_S为次用户发射机的发射功率，且P_S满足：

其中，表示次用户发射机第i根天线与主用户之间的信道系数，Q为主用户处预定的干扰温度约束门限值，P_t为次用户发射机的最大发射功率限制。

3.根据权利要求1所述的一种全双工认知窃听网络的物理层安全传输方法，其特征在于，所述信道估计阶段，次用户中继节点到全双工目的节点的第j根天线处的瞬时信噪比为：

其中，表示次用户中继节点与全双工目的节点的第j根天线间N_R×1维信道向量，j的范围为1≤j≤N_B，表示次用户目的节点处的噪声功率，P_R表示次用户中继节点的发射功率，且P_R满足：

其中，h_RP表示次用户中继节点与主用户之间的N_R×1维信道向量，Q为主用户处预定的干扰温度约束门限值，P_t为次用户中继节点的最大发射功率限制。

4.根据权利要求2所述的一种全双工认知窃听网络的物理层安全传输方法，其特征在于，所述系统数据传输阶段的第一时隙，次用户发射机上配置最佳的天线i^*到次用户中继节点处的瞬时信噪比γ_AR为：

其中，表示次用户发射机的第i根天线与次用户中继节点间1×N_R维信道向量，为次用户中继节点处的噪声功率，P_S为次用户发射机的发射功率。