[发明专利]一种物理层安全通信中的资源分配方法

摘要

本发明公开了一种物理层安全通信中的资源分配方法，基于改进的模拟退火方法，该方法在模拟退火的等温过程中采用了自适应扰动的方法更新实时解，使得随机变异的概率随实时温度动态变化，实时温度越低，随机变异概率越小，有利于解的快速收敛；并且添加了记忆功能，通过增加存储环节，将实时最优解记忆下来，避免搜索过程中由于执行接受新解环节而遗失实时最优解。

主权项

1.一种物理层安全通信中的资源分配方法，通信场景中，发送者具备M根天线，合法接收者具备N根天线，窃听者具备K根天线，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，控制参数的设置：设置初始温度T0、结束温度Tend、Metropolis链长L和降温速率q；步骤2，定义代价函数其中Φ＝{φ₁,φ₂,...φ_M}，φ_m为第m根发送天线上的功率分配系数，m＝1,...,M，为Φ的二进制表示形式；R为有效信息传输率，C_B为合法信道的信道容量，B_R由式确定，l_R为B_R的比特位长度，O(B_Φ,B_R)为安全中断概率,g(B_R)为B_R的十进制表示形式；代价函数f(B_Φ,B_R)的实时解记作实时最优解记作步骤3，对实时解S_curr、实时最优解S_opt、实时温度T进行初始化：设定初始实时解初始实时最优解初始实时温度T＝T₀；步骤4，等温过程计数变量l置零，开始等温过程；所述的等温过程，具体包含以下步骤：步骤4.1，根据实时温度T与实时解自适应扰动产生一个新的解步骤4.2，根据代价函数的增量df＝f(Snext)‑f(Scurr)，判断是否接受新解Snext，并用新解Snext来更新实时解；若df＞0，直接用Snext更新实时解，即Scurr＝Snext；若df＜0，Snext以概率e‑df/T更新实时解Scurr；步骤4.3，更新实时最优解若f(S_next)＞f(S_opt)，则用S_next更新实时最优解，即S_opt＝S_next，否则实时最优解S_opt保持不变；步骤4.4，根据等温过程计数变量l的取值，判断是否结束等温过程：若l≤L,则计数变量l的值增加1，返回步骤4.1，否则结束等温过程；步骤5，对实时温度T，利用降温速率q进行降温，开始降温过程；所述的降温过程，具体包含以下步骤：步骤5.1，用实时温度T以速率q下降后的温度q×T，对实时温度T进行更新，即T＝q×T；步骤5.2，根据实时温度T与结束温度Tend的比较结果，以及最优解的更新情况，判断是否结束降温过程：当连续L0个Metropolis链中的新解Snext都没有被接受、最优解未更新时，或当前温度小于结束温度T＜Tend，则降温过程结束，输出最优解Sopt；否则返回步骤4。