[发明专利]下行全双工中继网络中基于人工噪声和波束成形的安全传输方法

摘要

本发明公开了一种下行全双工中继网络中基于人工噪声和波束成形的安全传输方法，分为两个阶段：第一阶段，全双工中继在接收基站的信号的同时向窃听者发送干扰信号来迷惑窃听者；第二阶段，中继将放大后的信号结合人工噪声发送到合法接收端。其中，合法接收端直接译码来获取基站发送的私密信号信号，而窃听者利用最大比合并来试图获取私密信号。通过中继节点的人工噪声和波束成形向量的设计，该网络成功地迷惑了窃听者。为了最大网络的安全传输速率，制定了相应的约束条件和优化问题。通过优化问题的求解，本发明实现了下行全双工中继网络中基于人工噪声和波束成形的安全传输。

主权项

1.下行全双工中继网络中基于人工噪声和波束成形的安全传输方法，其特征在于，该全双工中继网络包括一个基站、一个全双工中继和一个合法接受端，同时还存在一个恶意的窃听者E，该安全传输方法分为两个阶段：第一阶段，基站向中继发送私密信号，中继选择一根天线来接收信号，同时，窃听者也会收到私密信号；为了防止窃听者成功破解私密信号，中继利用剩余的天线发送干扰信号，并利用波束成形技术使中继和合法接收端不会接收到干扰信号；第二阶段，中继利用放大转发协议进行信号转发，此时窃听者还是会接收到中继转发的私密信号，因此中继在转发的过程中结合人工噪声一起发送，并利用波束成形技术使噪声在合法接受端的零空间，窃听者会接收到来自中继的信号由于人工噪声的存在便不能成功解码私密信号，窃听者在两个过程中都会收到信号，因此采用最大比合并来接收信号，以最大概率的破解信号，中继节点装有N条天线而其余节点只有1条天线，并假设由于衰落，障碍物原因，蜂窝用户和基站之间没有直传链路。