[发明专利]基于中继选择的不可信中继双向传输网络安全传输方法

摘要

本发明提供了一种基于中继选择的不可信中继双向传输网络安全传输方法，兼顾性能和复杂度，在多天线、多不可信中继的应用场景下，选择性能最好的不可信中继，并采用双向波束形成来保证未选中的中继都不能接收到有用信号，进而提高系统的可靠安全传输性能。本发明在降低复杂度的基础上，在性能上也有与和速率最大的中继选择方案很逼近。

主权项

1.一种基于中继选择的不可信中继双向传输网络安全传输方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将不可信中继引入到双向传输中继网络中，所研究模型为一个包括两个用户以及N个不可信的放大转发中继节点的双向AF半双工中继网络，每个用户都配备了N_t根天线，每个中继只有一根天线，N_t≥N，和之间不存在直接的通信链路；定义和的发射功率分别为P_A和P_B；从到和从到的衰落信道系数分别为和假设所有的节点都工作在半双工模式，并且所有节点接收到的噪声都是均值为0、方差为的加性复高斯噪声；定义从到的归一化接收信噪比从到的归一化接收信噪比则优化选择中继(2)在信息传输的第一个时隙，将预编码向量w_A编码的信号x_A发送给同时将预编码向量w_B编码的信号x_B发送到x_A和x_B互为干扰信号，和分别表示和发送的有用信号，和分别表示和的发送预编码向量，s_A和s_B分别表示和发送的有用数据符号，且满足在所选中继处接收的信号表示为其中，表示从到以外的其他所有中继的信道矩阵；表示从到以外的其他所有中继的信道矩阵；因此，中继处接收用户的速率其中，是由的信息传输对用户传输所产生的干扰；同理，中继处接收用户的速率其中，是由的信息传输对用户传输所产生的干扰；(3)在信息传输的第二个时隙，以恒定的增益放大上一个时隙接收到的信号，然后再转发给用户具体如下：发射的信号其中，处归一化发射信号的功率增益因子表示的发射功率；在两个用户和处接收到的来自的信号分别为其中，n_A和n_B分别是和处均值为零、方差为的加性高斯白噪声；同时，其他未被选择的中继接收到的信号为其中，是从到的信道系数，在从到的传输过程中，是有用信息，在从到的传输过程中，是有用信息；和处的瞬时速率分别为和其中，是从到的归一化接收信噪比；是从到的归一化接收信噪比；接收用户和的速率分别为和其中，是从到的归一化接收信噪比；(4)计算从到传输链路的安全速率其中[·]⁺＝max[0，·}，是在两个时隙中由发送的信号的最高单用户可解码速率；从到传输链路的安全速率其中是由发送的信号的最高单用户可解码速率；双向传输中继网络总的安全速率