[发明专利]无线携能物理层安全传输的资源分配方法、装置及计算机

说明书

本发明公开了无线携能物理层安全传输的资源分配方法、装置及计算机，其中，该方法包括：无线携能通信中网络节点工作在半双工模式下的一跳中继网络，网络中存在一个窃听者窃取信息和一个协作干扰节点协助主信道信息传输，并且网络节点位置均已知，运用无线携能通信技术与非合作博弈理论，可以实时优化网络节点的功率大小和时间分配比例因子，最大化网络保密容量从而提高网络的整体安全性，再利用无线携能技术实现了信息和能量的协同传输，解决了无线携能通信的保密容量有限和网络的安全性不高的问题，提高了网络保密容量和网络的安全性。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及无线携能物理层安全传输的资源分配方法、装置及计算机。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，信息的安全问题逐渐被受到重视。相关技术中的安全解决方案是以复杂度为代价的密钥加密，而作为上层加密方法的一种补充或代替，物理层安全技术从信息论的角度出发，充分利用无线信道的传播特性，极大地增强了整个系统的安全性能。

从能量的角度出发，相关技术中的无线通信系统中的网络设备一般只进行无线信息的传输，并且通过电池供电或电网供电的方式为网络设备提供能量。但是由于设备会出现空闲的情况，就会造成能量的消耗，且电池的更换比较复杂，代价较高，从而会较高程度上影响网络的生命周期。考虑到以上情况，一种新的无线电射频能量收集得到了广泛的关注。无线携能通信方式将通信技术与无线输电技术完美结合，实现了信息和能量的协同传输。

在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,简称为SWIPT)系统中，用于传输无线能量的能量信号，可以作为干扰窃听者的干扰信号而增强系统的安全传输性能。因此，SWIPT系统可广泛运用在无线物理层安全通行技术中。

针对相关技术中，无线携能通信的保密容量有限和网络的安全性不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中，无线携能通信的保密容量有限和网络的安全性不高的问题，本发明提供了物理层安全传输的资源分配方法、装置及计算机，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线携能物理层安全传输的资源分配方法，

建立通信系统模型，该通信系统模型的节点包括：源节点S、目的节点D、窃听节点E和协作干扰节点J；

所述源节点S给所述协作干扰节点J进行充能，在所述充能完毕后，所述源节点S给所述目的节点D传输信息；

根据所述节点之间通信链路的衰减信道增益、接收信干噪比和信息速率，确定所述源节点S和目的节点D之间的可实现保密率R_s；

根据所述可实现保密率R_s，以及根据所述源节点S和所述窃听节点E的对抗关系，建立所述源节点S和所述窃听节点E的非合作博弈模型；

在所述非合作博弈模型达到均衡后，计算所述源节点S、所述窃听节点E未知变量的概率集合，选取所述概率集合中最大的概率值对应的变量值，所述源节点S和所述窃听节点E使用所述变量值进行通信。

在其中一个实施例中，所述源节点S给所述协作干扰节点J进行充能，在所述充能完毕后，所述源节点S给所述目的节点D传输信息包括：

将所述源节点S的工作时间划分为若干个T单位时间周期，T为大于0的正整数，在T时间内，所述源节点S完成对所述协作干扰节点J的充能后，向所述目的节点D传输信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述节点之间通信链路的衰减信道增益、接收信干噪比和信息速率，确定所述源节点S和目的节点D之间的可实现保密率R_s：

获取所述节点之间通信链路的衰减信道增益；