[发明专利]增强双向AF中继协作无线通信系统物理层安全传输方法

权利要求书

1.一种增强双向AF中继协作无线通信系统物理层安全的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1：获取系统中各节点的信道估计矩阵；

S2：确定双向AF中继协作无线通信系统信息传输方案；

S3：以保密容量作为性能指标，获得系统保密容量表达式；

S4：根据推导出的保密容量表达式，确定优化问题；

S5：转变优化思想，由非凸优化问题转化为二阶凸锥规划问题；

S6：利用CVX工具箱，解决凸优化问题，获得最佳波束赋形矩阵；

所述步骤S1具体包括：

通过系统的信道互惠性，获取系统中各用户的信道估计矩阵；

所述步骤S2具体包括：

第一时隙：合法终端A广播信息x₁，合法终端B广播阻塞信息z₁；第二时隙：合法终端A阻塞信息z₂，合法终端B广播信息x₂；第三时隙：中继节点处理前两个时隙接收到信息，然后转发出去；

所述步骤S6具体包括：

利用CVX工具箱，解决二阶凸锥规划问题。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

系统总的保密容量为：

其中SNR_AB为合法终端B接收合法终端A广播信息的信噪比；SNR_BA为合法终端A接收合法终端B广播信息的信噪比；SINR_AE为窃听者E接收合法终端A广播信息的信干噪比；SINR_BE为窃听者E接收合法终端B广播信息的信干噪比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

其中为中继节点传输信息的总功率，其大小不会超过中继节点最大的发送功率，P_R为中继节点的最大发送功率，该优化问题为非凸问题；由于窃听信道的不可知性，将所述问题转化为：

利用公式拆分法，将所述(P2)式转化为：

s.t.log₂(1+SNR_AB)≥μR_S

log₂(1+SNR_BA)≥(1-μ)R_S

其中μ∈[0，1]。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

转换优化思路，非凸优化问题转化为二阶凸锥规划问题：

s.t.log₂(1+SNR_AB)≥μR_D

log₂(1+SNR_BA)≥(1-μ)R_D

其中R_D为给定的R_S的一个特定值。