[发明专利]支持信息安全传输的异构融合网络联合用户关联及功率分配方法

摘要

本发明涉及一种支持信息安全传输的异构融合网络联合用户关联及功率分配方法，属于异构网络资源分配技术领域。该方法包括以下步骤：步骤1)、建模用户联合能效η；步骤2)、计算用户的安全速率；步骤3)、计算用户传输速率以及窃听速率；步骤4)、优化用户的发送功率；步骤5)、优化用户‑网络关联策略。本发明所述方法可以有效保障在用户发送信息安全的情况下用户关联网络最优，用户传送功率最优，实现用户能效最大化。

主权项

1.支持信息安全传输的异构融合网络联合用户关联及功率分配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)、建模用户联合能效η；步骤2)、计算用户的安全速率；步骤3)、计算用户传输速率以及窃听速率；步骤4)、优化用户的发送功率；步骤5)、优化用户‑网络关联策略；在步骤1)中，建模用户联合能效η为所有选择接入网络用户的能效和，即其中，η_ij为第i个用户与第j个网络关联时对应的能效；1≤i≤N，1≤j≤M，N及M分别为异构网络中用户总数及网络数目；x_ij为用户、网络关联标识，x_ij＝1表示为第i个用户与第j个用户进行关联，否则，x_ij＝0；所述η_ij定义为其中，表示第i个用户与第j个网络关联时最低安全传输数据率，P^cir表示用户接入网络时电路所消耗的功率，P_ij表示第i个用户与第j个网络关联时用户的发送功率；在步骤2)中，根据公式计算第i个用户与第j个网络关联时最低安全传输数据率，其中，表示第i个用户与第j个网络关联时传输数据率；表示第i个用户与第j个网络关联时，网络j中第k个窃听者对第i个用户的窃听速率，0≤k≤k_j，k_j表示第j个网络中窃听者数目，1≤j≤M；在步骤3)中，根据公式计算第i个用户与第j个网络关联时传输数据率，其中，B_j表示第j个网络带宽；h_ij表示第i个用户与第j个网络关联时，用户与基站之间链路的信道增益；σ²为传输信道噪声功率，假设传输信道噪声功率均相等；根据公式计算当第i个用户与第j个网络关联时，网络j中第k个窃听者对第i个用户的窃听速率,其中,表示第j个网络中第k个窃听者与第i个用户之间链路的信道增益；在所述步骤5)中，建模用户‑网络对功率优化问题确定用户最优功率分配策略，令x_ij＝1，即第i个用户与第j个网络关联，在满足用户发送功率小于电路所提供最大发送功率以及用户传输安全率大于信道最小传输速率条件下计算传输功率P_ij，确定为最优发送功率；给定建模用户‑网络关联优化问题，在满足x_ij∈{0,1},1≤i≤N,1≤j≤M和1≤j≤M条件下确定用户‑网络关联策略，即