[发明专利]一种应对反馈延迟的安全协作通信方法

摘要

本发明公开了一种应对反馈延迟的安全协作通信方法。方案一选择最大信噪比之比(中继‑目的链路做最大比合并后的预测信噪比与中继‑窃听链路做最大比合并后的信噪比均值之比)对应的中继节点及天线进行数据转发，选择最小信噪比之比(中继‑目的链路做最大比合并后的预测信噪比与中继‑窃听链路做最大比合并后的信噪比均值之比)对应的中继节点及天线作为干扰节点和干扰信号发射天线。方案二选择最大系统安全容量对应的中继节点及天线和干扰节点及天线。本发明在发射端采用天线选择可以减少射频设备的数量及减少处理复杂度，在接收端采用最大比合并，获得最大分集增益，提高安全容量，为多天线系统克服过时信道状态的影响提供了有效途径。

主权项

1.一种应对反馈延迟的安全协作通信方法，所述方法包括：(1)通信系统至少由一个源节点S、一个目的节点D和M个中继节点Ri以及一个窃听节点E组成，源节点、目的节点、中继节点和窃听节点分别配置NS,ND,NR,NE根天线，i是中继节点序号，i＝1,2,...,M；(2)利用公式和k是源节点天线序号，k＝1,2,...,N_S，j是中继节点天线序号，j＝1,2,...,N_R，h是目的节点天线序号，h＝1,2,...,N_D，分别计算各条链路的预测信噪比；利用公式和分别计算在中继节点、目的节点采用最大比合并接收的预测信噪比；其中：为源节点S第k根天线到第i个中继节点第j根天线之间链路的预测信噪比；为源节点S第k根天线到第i个中继节点第j根天线之间链路的测量信噪比；γki为源节点S第k根天线到第i个中继节点各天线支路做最大比合并后的预测信噪比；为第i个中继节点第j根天线到目的节点第h根天线之间链路的预测信噪比；为第i个中继节点第j根天线到目的节点第h根天线之间链路的测量信噪比；γij为第i个中继节点第j根天线到目的节点各天线支路做最大比合并后的预测信噪比；分别是服从概率密度函数为和分布的随机数；式中：为S_k→R_ij链路的平均信噪比，为R_ij→D_h链路的平均信噪比；ρ_ki为和之间的相关系数，ρ_ij为和之间的相关系数；为第一类(N_R‑1)阶修正贝塞尔函数，为第一类(N_D‑1)阶修正贝塞尔函数；(3)计算源节点任一根天线发射的信号到所有中继节点的预测信噪比之和，选取最大和所对应的源节点发射天线k^*，即(4)在源节点所选发射天线对应的可译码中继集合中选取具有与最大比值的中继节点及其天线进行数据转发：其中表示以第i个中继节点第j根天线为发射天线，在窃听节点E处各天线支路做最大比合并后的信噪比均值；R_D表示源节点所选发射天线对应的可译码中继集合；i₁表示可译码中继节点集合里中继节点的序号，j₁表示第i₁个中继节点中天线的序号；表示以第i个中继节点第j根天线为发射天线，在目的节点处各天线支路做最大比合并后的预测信噪比；(5)在剩余的中继节点中选取具有与最小比值的中继节点及其天线发送干扰信号到窃听节点，其中：RN表示除去转发数据的中继节点外剩余的中继节点及其天线集合；i2表示除去转发数据的中继节点外剩余的中继集合里中继节点的序号，j2表示剩余的中继节点中第i2个中继节点的天线序号。