[发明专利]基于人工噪声的多中继非正交多址接入系统安全传输方法

摘要

本发明提出一种基于人工噪声的多中继非正交多址系统安全传输方案；传输系统包括源节点、两个用户、窃听节点和多个中继节点；本发明中，整个通信过程分为四个阶段：准备阶段、多中继解码阶段、中继选择阶段和用户解码阶段；系统通信分两个时隙完成：第一时隙，信源S将消息广播给所有中继节点，广播时采用消息映射策略，中继接收信号并进行解码；第二时隙，系统进行双中继选择，从可解码中继集合中选出最优中继转发用户信号，从不可解码中继集合中选出最优中继发送人工噪声；中继选择策略可以在保持多中继系统分集增益的同时，有效降低系统的复杂度和安全中断概率；人工噪声加扰可以进一步降低窃听端的信噪比，提高系统安全性能。

主权项

1.一种基于人工噪声的多中继非正交多址系统安全传输方案，其特征在于双中继选择和人工加扰策略：即在可解码中继中选择最优中继转发信号，在不可解码中继中选择最优中继发送人工噪声，具体实施流程如下：步骤S1：系统初始化；在多中继下行非正交多址接入系统中发送训练系列，通过信道估计算法估计各个信道的信道状态信息，获得第m个中继到U₁、U₂和E的信道增益分别为：同时，训练序列使中继和目的节点获知消息映射策略信息；步骤S2：第一时隙，基站根据非正交多址接入基本原理，基于叠加编码并采用消息映射策略向所有K个中继发送叠加信号；步骤S3：第二时隙，解码转发中继接收信号并解码，此后采用双中继选择向用户端转发消息并加噪；步骤S4：系统根据中继解码情况建立两个集合：可解码中继集合Φ和不能解码的中继集合其中Φ定义为：ρ_S表示源节点S的发送信噪比，是U_i的安全速率门限；为Φ的补集，为不能正常解码的中继集合，可以正确解码的中继转至步骤S5，不能正确解码的中继转至步骤S6；步骤S5：在Φ中，针对第m个中继，定义选择Φ中使X_m取值最大的中继，即选择其中为第m个中继到U₁和U₂的信道增益，δ₃(x)＝l+θ₁x，步骤S6：在中，选择到窃听端信道增益最大的中继发送人工噪声，即选择步骤S7：用户解码，其中强用户U₁执行串行干扰消除，优先解码弱用户的信号并从叠加信号中删除，随后再解码自己的信号，弱用户U₂直接把U₁的信号视为噪声，解码自己的信号。