[发明专利]一种使用协同干扰的无线中继网络安全传输方法

摘要

本发明公开了一种使用协同干扰的无线中继网络安全传输方法。该方法为：首先源节点以广播形式向中继节点发送信号，协同干扰节点发送干扰信号；中继节点对接收矢量信号加权后转发给合法目标节点，同时发送人工噪声；然后构建安全传输优化问题模型；接着将复数域上的优化问题转换为实数域上的优化问题，通过引入变量进行优化问题重构，求解得出中继节点的波束成形矩阵和合法目标节点的线性接收滤波系数；最后中继节点将接收到的信号乘以相应的波束成形矩阵，转发给合法目标节点，合法目标节点利用线性接收滤波系数处理接收信号，实现网络传输的保密性和传输速率最大化的目标。本发明降低了中继节点的能量消耗，提升了网络传输的保密速率。

主权项

1.一种使用协同干扰的无线中继网络安全传输方法，其特征在于，该方法基于的无线中继网络架构，包括1个配置有单根天线的源节点、1个配置有单根天线的合法目标节点、N个配置有单根天线的中继节点、1个配置有单根天线的协作干扰节点、1个配置有单根天线的窃听节点，其中N是1以上的自然数；设定在协同干扰的无线中继网络中，所有节点都采用半双工模式；源节点和合法目标节点之间没有直接通信链路，必须由中继节点转发信号，且中继节点采用放大转发协议；窃听节点能够侦听到源节点以及中继节点发出的信号；信号的传输过程由源节点向中继节点发送信号和中继节点将接收到的信号转发给合法目标节点两个阶段组成；该方法包括以下步骤：步骤1，源节点以广播形式向中继节点发送信号，协同干扰节点发送干扰信号，恶化窃听节点的接收性能；步骤2，中继节点使用波束成形矩阵对接收矢量信号进行加权，然后进行转发，同时发送人工噪声，恶化窃听节点的接收性能；步骤3，构建以中继节点发送有用信号的功率消耗最小化为目标函数、合法目标节点的最小均方误差约束及所有中继节点功率受限的约束条件下的安全传输问题模型；步骤4，将复数域上的优化问题转换为实数域上的优化问题，通过引入变量进行优化问题重构，然后采用双层优化方法进行求解，并利用凸优化理论求解内外层优化问题，得出中继节点的波束成形矩阵和合法目标节点的线性接收滤波系数；步骤5，中继节点将接收到的信号乘以相应的波束成形矩阵，转发给合法目标节点，合法目标节点利用线性接收滤波系数处理接收信号，实现网络传输的保密性和传输速率最大化的目标。