[发明专利]一种中继协作无线网络中最优中继选择方法及系统

说明书

本发明公开了一种中继协作无线网络中最优中继选择方法及系统。所述方法在源节点将信号广播到多个中继节点的过程中，获取每个中继节点到目的节点的信道衰落增益；并根据中继节点到目的节点的信道衰落增益确定最优中继选择准则；根据最优中继选择准则确定最优转发中继和最优干扰中继；从而可以选择所述最优转发中继将所述信号解码转发至目的节点；采用所述最优干扰中继对非法节点产生最大干扰。采用本发明方法可以在非法节点的信道状态信息未知的情况下，通过最大化任意两个中继之比的方式选择最优转发中继与最优干扰中继，并且极大降低了计算复杂度。

技术领域

本发明涉及中继协作无线网络技术领域，特别是涉及一种中继协作无线网络中最优中继选择方法及系统。

背景技术

传输媒介的广播本质使得无线通信更容易遭受安全威胁。传统而言，无线通信的安全性主要依赖于协议栈高层的加密技术。然而，这些技术严重依赖于非法节点有限计算能力的假设，而且会因高计算复杂度消耗合法节点的有限能量。近年来，物理层安全作为一种更有前景的技术，通过利用无线衰落信道的时变特性(如衰落、噪声与干扰)来提高无线通信的安全性。

目前中继协作无线网络中最优中继与干扰中继选择方案主要有联合中继干扰节点选择(Joint Relay and Jammer Selection，JRJS)策略、传统最大最小中继选择(Traditional Max-min Relay Selection,TMRS)方案、已提出的最优中继选择方案(Proposed Best Relay Selection Scheme,PBRSS)、最大中继选择方案(The Max RelaySelection Scheme,MRSS)以及平均最优中继选择(The Average Optimal RelaySelection,AORS)机制等。目前提出的以上中继选择方案往往假设非法节点的信道状态信息(Channel State Information，CSI))是已知的，并且只允许一个窃听者(Eavesdropper)存在，因此只能在非法节点CSI已知的情况下选择最优干扰中继，并且普遍存在计算复杂度高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种中继协作无线网络中最优中继选择方法及系统，以解决现有的最优中继选择方案只能在非法节点CSI已知的情况下选择最优干扰中继，并且计算复杂度高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种中继协作无线网络中最优中继选择方法，所述方法包括：

所述中继协作无线网络中包括源节点、目的节点、多个中继节点以及多个非法节点；所述方法包括：

所述源节点将信号广播到多个所述中继节点；

获取每个所述中继节点到所述目的节点的信道衰落增益；

根据所述中继节点到所述目的节点的信道衰落增益确定最优中继选择准则；

根据所述最优中继选择准则确定最优转发中继和最优干扰中继；

选择所述最优转发中继将所述信号解码转发至所述目的节点；

采用所述最优干扰中继对所述非法节点产生最大干扰。

可选的，所述根据所述中继节点到所述目的节点的信道衰落增益确定最优中继选择准则，具体包括：

根据所述中继协作无线网络中第i个中继节点r_i到所述目的节点d的信道衰落增益h_id确定所述目的节点d度量的瞬时信噪比其中P为所有发送节点的一致传输功率；所述发送节点包括源节点和中继节点；为加性高斯白噪声的单位方差；

根据所述瞬时信噪比确定第i个中继节点r_i到所述目的节点d的信道容量的表达式