[发明专利]基于物理层安全的中继系统功率分配方法

权利要求书

1.一种基于物理层安全的中继系统功率分配方法，包括：

(1)在点到点的无线中继通信系统模型中，分别计算中继节点信源信息检测值的瞬时信噪比ρ_sr、目的节点信源信息检测值的瞬时信噪比ρ_d、窃听节点接收信源信息的瞬时信噪比ρ_se和窃听节点接收中继信息的瞬时信噪比ρ_re；

(2)根据中继节点信源信息检测值的瞬时信噪比ρ_sr，计算中继节点的信道容量C_sr：

C_sr＝log₂(1+ρ_sr)，

(3)根据目的节点信源信息检测值的瞬时信噪比ρ_d，计算目的节点的信道容量C_d：

C_d＝log₂(1+ρ_d)，

(4)根据窃听节点接收信源信息的瞬时信噪比ρ_se，计算窃听节点接收的信源信息的信道容量C_se：

C_se＝log₂(1+ρ_se)，

(5)根据窃听节点接收中继信息的瞬时信噪比ρ_re，计算窃听节点的信道容量C_e：

C_e＝log₂(1+ρ_se+ρ_re)，

(6)根据中继节点的信道容量C_sr，目的节点的信道容量C_d，窃听节点接收的信源信息的信道容量C_se和窃听节点的信道容量C_e，计算系统中断概率P_out：

P_out＝P_r{(C_d-C_e)＜R_s)|(C_sr-C_se≥R_s)}×P_r{(C_sr-C_se≥R_s)}+P_r(C_sr-C_se＜R_s)，

其中，P_r{·}表示概率函数，R_s为中继节点的安全信道容量；

(7)将中继节点信源信息的检测值分配给能量吸收和信息解码的比值定义为γ，并将该比值γ作为系统中断概率P_out的约束条件，得到中继节点信源信息的检测值进行能量吸收的最优分配比值γ′：

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中计算中继节点信源信息检测值的瞬时信噪比ρ_sr，按如下步骤进行：

(1a)计算中继节点信源信息的检测值y_sr：

其中，d_sr为信源节点到中继节点的距离，m为路径损耗指数，h_sr为信源节点到中继节点的无线信道系数，h_sr服从均值为0，方差为的正态分布，P_s为信源的数据传输功率，x为信源信息，z_sr为信源节点到中继节点的信道噪声，z_sr服从均值为0，方差为的正态分布；

(1b)根据中继节点信源信息的检测值y_sr，计算中继节点信源信息检测值的瞬时信噪比ρ_sr：

其中，α为中继节点能量吸收的效率，0＜α＜1，γ为中继节点信源信息的检测值分配给能量吸收和信息解码的比值，0＜γ＜1。