[发明专利]一种基于最优功率分配的安全协作中继选择方法和系统

摘要

本发明涉及一种基于最优功率分配的安全协作中继选择方法和系统，包括步骤S1，将安全协作通信系统中能成功译码源节点信号的中继节点纳入中继节点集合Θ；步骤S2，测量并计算中继节点集合Θ中的中继节点i到所述目的节点的链路在Nakagami‑m信道下的波形参数中继节点i到每个所述窃听节点的链路在Nakagami‑m信道下的波形参数中继节点i到所述目的节点的链路的信噪比均值中继节点i到每个所述窃听节点的链路在Nakagami‑m信道下的平均功率参数以及每个所述窃听节点处的噪声功率步骤S3，计算并选取数据转发中继节点k；本发明设计了基于最优用户功率分配的安全协作中继选择方法，具有创新和应用价值，适用于信道不稳定情况下的通信场景，并且适用于多种衰落信道。

主权项

1.一种基于最优功率分配的安全协作中继选择方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将安全协作通信系统中能成功译码源节点信号的中继节点纳入中继节点集合Θ；所述安全协作通信系统包括一个源节点、一个目的节点、N个中继节点和R个窃听节点，所述安全协作通信系统采用Nakagami‑m信道，假设能成功译码来自源节点信号的中继节点为M个，则M≤N，M、N和R均为大于零的整数；步骤S2，测量并计算所需参数，所需参数包括所述中继节点集合Θ中的中继节点i到所述目的节点的链路在Nakagami‑m信道下的波形参数中继节点i到窃听节点j的链路在Nakagami‑m信道下的波形参数中继节点i到所述目的节点的链路的信噪比均值中继节点i到窃听节点j的链路在Nakagami‑m信道下的平均功率参数以及窃听节点j处的噪声功率其中所述中继节点i表示中继节点集合Θ中第i个中继节点，且i≤M，窃听节点j表示第j个窃听节点，且j≤R，i和j均为大于零的整数；步骤S3，根据步骤S2的计算结果，计算并选取数据转发中继节点k，所述数据转发中继节点k为进行数据中继转发的中继节点k，且所述中继节点k表示中继节点集合Θ中第k个中继节点，k为大于零的整数且k≤M；其中，步骤S3中，计算每个所述窃听节点对应的待选择中继节点kj，kj表示第j个窃听节点对应的待选择中继节点；其中且为对应第j个窃听节点的中继节点i的安全容量，为中继节点i到目的节点的链路的容量均值；为中继节点i到窃听节点j的链路的容量均值；B为安全协作通信系统的带宽；Γ()为伽马函数；为中继节点i到目的节点的链路在Nakagami‑m信道下的波形参数；为中继节点i到窃听节点j的链路在Nakagami‑m信道下的波形参数；为中继节点i到窃听节点j的链路在Nakagami‑m信道下的平均功率参数；为中继节点i到目的节点的链路的信噪比；为中继节点i到窃听节点j的链路的信噪比；为中继节点i到目的节点的链路的信噪比均值；为中继节点i到目的节点的链路的发射功率；为中继节点i到目的节点的链路的平均功率限制；为中继节点i到窃听节点j的链路在窃听节点j处的噪声功率；为中继节点i到目的节点的链路的中断门限；由确定；为Nakagami‑m信道下的概率密度函数；当所述窃听节点为一个时，此时R＝1，j＝1，计算得出的该窃听节点对应的待选择中继节点k1即为所述数据转发中继节点k。