[发明专利]一种全双工无线携能中继通信系统高能效保密传输方法

权利要求书

1.一种全双工无线携能中继通信系统高能效保密传输方法，其特征是，包括如下步骤：

构建基于人工噪声辅助的波束成形优化问题模型，该模型以全双工无线携能中继节点处的保密能量效率最大化为目标；

采用连续凸近似和惩罚函数，对波束成形优化问题模型进行近似凸转换；

采用迭代优化算法，计算近似凸转换后的波束成形优化问题模型，获得全双工无线携能中继通信系统保密能量效率最大化下的最佳中继节点波束成形矩阵和人工噪声协方差矩阵；

波束成形优化问题模型为：

P_k≥η_k，k∈K

H_rrW＝0，H_rrQ＝0

其中，H_rr是中继自干扰信道，约束条件H_rrW＝0，H_rrQ＝0为中继节点处的自干扰迫零约束，为中继最大发射功率，P_k为第k个能量采集节点的采集功率，η_k表示第k个能量采集节点所需的最小采集能量，W为中继波束成形矩阵，Q为人工噪声协方差矩阵，η_SEE为保密能量效率，计算公式为：

其中，R_sec表示全双工无线携能中继通信系统的保密传输率，P_total是全双工无线携能中继通信系统的总功率，P_r是中继发射功率，P_c为硬件电路功耗，P_SIC为自干扰消除功耗，β为中继端的功率有效转换系数，γ_d和γ_k分别为采用迫零技术下的目的节点和第k个能量采集节点的信干噪比，计算公式为：

其中，P_s为源节点的发射功率，W为中继波束成形矩阵，Q为人工噪声协方差矩阵，h_sr是源节点到中继节点的信道矢量，h_rd和h_rk分别是中继节点到目的节点和能量采集节点的信道矢量，和分别为中继、目的节点和第k个能量采集节点的噪声功率。

2.根据权利要求1所述的全双工无线携能中继通信系统高能效保密传输方法，其特征是，所述全双工无线携能中继通信系统包括一个单天线源节点、一个单天线目的节点、K个单天线不可信能量采集节点和一个全双工中继节点，其中全双工中继节点包括M_t个发射天线和M_r个接收天线，M_t＞M_r。

3.根据权利要求1所述的全双工无线携能中继通信系统高能效保密传输方法，其特征是，所述P_r满足如下约束：

其中，为中继最大发射功率；

所述P_k满足如下约束：

其中，ξ表示能量转换效率。