[发明专利]一种基于联合内容传送和干扰阻塞的D2D缓存用户安全协作方法及系统

权利要求书

1.一种基于联合内容传送和干扰阻塞的D2D缓存用户安全协作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建当前时隙某一请求用户所处区域的协作区域；

步骤2，将步骤1中构建得到的协作区域划分为协作传输区域和协作阻塞区域构建得到协作方案；

步骤3，根据步骤2中构建得到的协作方案分别计算请求用户与协作用户之间的连接中断概率和保密中断概率；

步骤4，根据步骤3得到的连接中断概率和保密中断概率计算得到保密吞吐量的最优解；

步骤5，根据步骤4中得到的保密吞吐量的最优解合理分配节点部署和优化无线资源；

步骤1中，以请求用户为圆心、半径为R的圆形区域设为协作区域；设定该协作区域内的协作用户的数量记为L个，且L个协作用户的位置在该协作区域内服从均匀分布；

所述协作用户是指缓存有被请求用户所请求的文件；且基站通过信道训练获取协作用户的信道状态信息，设定上下行信道互易；

步骤2中，将以请求用户为圆心、半径为D_R的圆形区域作为协作传输区域，剩余部分为协作阻塞区域；其中，D_R≤R；

设定协作传输区域内的协作传输节点为T个，其中，T≤L；协作传输节点的发射功率为P_a；

设定协作阻塞区域内的协作阻塞节点的发射功率为P_b；

步骤3中，计算请求用户与协作用户之间的连接中断概率，具体地：首先，设定采用Wyner安全编码方案对私密信息比特进行信道编码；然后通过下式计算：

其中，p_T(t)为协作传输节点数T的分布概率；p_co(t)为既定协作传输节点个数T的连接中断概率；p_T(0)为协作传输节点个数为0的概率；

步骤3中，通过下式计算请求用户与协作用户之间的保密中断概率：

其中，表示位于e_k位置处的窃听方的信干噪比；表示保密中断的信干噪比阈值；记窃听方的位置集合为Φ_e；h_x,y表示位于x和y处节点间的信道衰落系数，服从瑞利信道衰落模型；r_x,y表示x和y处节点间的距离；α表示路径损耗指数；σ²为终端噪声功率；R_e速率冗余；表示协作阻塞节点的发射权系数；表示协作传输节点的发射权系数；

步骤4中，计算保密吞吐量的最优解，具体方法是：

构建保密吞吐量优化问题，具体方法是：

以最大化保密约束下的保密吞吐量为优化目标，则保密吞吐量优化问题通过下式表示：

其中，R_s为保密速率；Ψ为保密吞吐量；∈为阈值，∈∈(0,1)；为请求用户与协作用户之间的保密中断概率；

求解保密吞吐量优化问题，具体方法是：

将优化问题式(1)转化为两个子问题，两个子问题分别通过式(2)和式(3)表示：

其中，Ψ^*表示在给定D_R下的最优保密吞吐量；

分别对两个子问题进行求解，得到保密吞吐量优化问题的全局最优解。

2.一种基于联合内容传送和干扰阻塞的D2D缓存用户安全协作系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述方法。

3.一种计算设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1所述方法的指令。