[发明专利]不可信中继系统中基于非联合人工噪声的信息安全传输方法

摘要

本发明公开了一种不可信中继系统中基于非联合人工噪声的信息安全传输方法，该不可信中继系统包括一个发送结点A、一个中继节点B、一个接收节点C和一个干扰节点D。该策略方法的实现方法如下首先，在第一阶段中继节点B到的信号由干扰节点发送人工噪声进行干扰，从而使中继节点B产生误码平台；在此基础上，接收节点C将两个阶段的信号以不同准则进行处理，减小第一阶段所接受信号收到的干扰，有效降低了接收节点C的误比特率。仿真结果表明，所提出的三种策略迫零检测、最小均方误差检测、最大似然检测，均能够使接收节点C的误比特率明显低于不可信中继节点B，保障了安全性且最小均方误差检测和最大似然检测性能相近、优于迫零检测。

主权项

不可信中继系统中基于非联合人工噪声的信息安全传输方法，其特征在于，该不可信中继系统包括一个发送节点A、一个中继节点B、一个接收节点C和一个干扰节点D，所有节点都配置单副天线，且工作于半双工模式，该方法包括以下步骤：1)第一个阶段，发送节点A和干扰节点D同时分别发送有用信号和人工噪声，人工噪声为高斯白噪声，中继节点B、接收节点C都接收到来自发送节点A、干扰节点D的信号，此时作为不可信任的中继节点B对将要转发的信号进行破解；其中，干扰节点D发射的人工噪声会同时干扰中继节点B、接收节点C对于信号的接收，也就是中继节点B、接收节点C在第一阶段的接收信号满足下式：y1B=PhABx+PhDBnD+n1B---(1)]]>y1C=PhACx+PhDCnD+n1C=PhACx+n′---(2)]]>式中：x表示发送节点A发出的信号，y1B、y1C表示中继节点B、接收节点C在第一阶段收到的信号，nD表示干扰节点D发出具有单位能量的复高斯白噪声，x、nD均具有单位能量且nD～CN(0,1)，CN(μ,σ02)表示均值为μ、方差为σ02的循环对称复高斯分布，n1B、n1C表示中继节点B、接收节点C处的加性复高斯白噪声且n1B～CN(0,σ2)、n1C～CN(0,σ2)，n′～CN(0,P|hDC|2+σ2)，hij表示节点i和节点j之间的信道系数，P表示发送节点和干扰节点的发射功率；2)第二个阶段，中继节点B将第一个阶段收到的信号，采用放大转发的方式转发给接收节点C，接收节点C将第一个阶段和第二个阶段接收到的两个信号进行联合判决，获取发送节点A所发送的信息；其中，本阶段接收节点C采用三种信号检测方式：迫零检测、最小均方误差检测或者最大似然检测；其中，中继节点B将自己在第一阶段收到的信号采用放大转发的方式转发给接收节点C，如下：y2C＝βhBCy1B+n2C  (3)其中，y1B表示中继节点B在第一阶段接收到的信号，hBC表示中继节点B和接收节点C之间的信道系数，β是功率归一化因子，|·|2表示复数的模平方，n2C表示接收节点C处的加性高斯白噪声，n2C～CN(0,σ2)，为了方便，则将式(3)进行化简得到：y2C=PhABhBCβ~x+PhDBhBCβ~nD+n′′---(4)]]>其中，将接收节点C在两个阶段接收到的信号y1C和y2C作为发送信号的x的两个样本，进行联合判决，构成方程组y1C=PhACx+PhDCnD+n1Cy2C=PhABhBCβ~x+PhDBhBCβ~nD+n′′---(5)]]>写成向量形式有：y1Cy2C=PhAChDCPhABhBCβ~PhDBhBCβ~xnDn1Cn′′---(6)]]>进一步有：y=PRb+n---(7)]]>其中，y表示接收信号矢量，表示发射功率系数，R表示该中继通信系统的信道系数矩阵，b表示发送信号矢量，n表示加性高斯白噪声矢量。