[发明专利]协同单载波频域均衡系统及其物理层安全传输方法

摘要

本发明涉及协同单载波通信领域，尤其涉及一种能够提高该系统安全性的频域均衡系统以及其物理层安全传输方法。本发明可应用于放大转发多中继多目的多窃听的场景，先由每个中继节点分别比较选择出自己最佳服务的目的节点，然后各中继节点分别计算各自对应的安全容量因子并分别反馈给源节点。源节点通过比较该安全容量因子，即可最终筛选出全局最优的中继节点和目的节点的通信链路。由于分布式的计算方式，本发明能够充分利用系统中全部的信道状态信息对整个通信链路进行全局的比较，从而在降低系统开销的同时筛选出全局最优的中继‑目的节点对，实现最大安全容量信息传输。

主权项

1.一种协同单载波频域均衡系统的物理层安全传输方法，所述协同单载波频域均衡系统包括：一个源节点S，K个中继节点Rk，k∈[1,K]，Q个目的节点Dq，q∈[1,Q]，和N个窃听节点En，n∈[1,N]；所述协同单载波频域均衡系统通信过程中，数据由所述源节点S发送至从所述K个中继节点Rk，k∈[1,K]，中选择的转发节点Rk'，由所述转发节点Rk'接收所述数据，放大并转发至由所述Q个目的节点Dq，q∈[1,Q]，中选择的服务目标节点Dq'；所述协同单载波频域均衡系统中，所述窃听节点En，n∈[1,N]，窃听转发的所述数据；所述源节点S与所述Q个目的节点Dq、所述源节点S与所述N个窃听节点En之间的信道均存在深衰落，不能直接通信；所述源节点S与所述中继节点Rk之间具有良好的稳定的信道；所述源节点S、中继节点Rk、目的节点Dq以及窃听节点En均配置单天线，所述源节点S、中继节点Rk、目的节点Dq以及窃听节点En均工作在半双工模式下；其特征在于，选择所述转发节点Rk'、所述服务目标节点Dq'的步骤包括：第一步，所述源节点S、各中继节点Rk分别对其所在的全部通信信道进行估计，所述源节点S、各中继节点Rk分别获得所述协同单载波频域均衡系统中与其相关的全部的信道参数；第二步，各中继节点R_k分别根据与其相关的所述各信道参数，选择具有最大接收信噪比的目的节点D_q'为其服务目标节点，并计算此时全部窃听节点的最大信噪比；各中继节点R_k分别根据其到目的节点D_q'的所述最大接收信噪比以及此时其到全部窃听节点的最大信噪比，计算其与服务目标节点D_q'对应的安全容量因子各中继节点R_k反馈其对应的安全容量因子ω_k至所述源节点S；其中，表示所述中继节点R_k到目的节点D_q'的所述最大接收信噪比，表示此时中继节点R_k到全部窃听节点的最大信噪比；第三步，源节点S根据各中继节点Rk反馈的所述安全容量因子ωk选择其中具有最大的安全容量因子的中继节点Rk'为其转发节点。