[发明专利]基于相关瑞利衰落信道的中继及干扰选择方法

摘要

本发明公开了一种基于相关瑞利衰落信道的中继及干扰选择方法，所述方法首先测量信道间的相关系数以及各链路的平均信噪比，然后再对不同中继节点和干扰节点的组合进行安全中断概率计算，最后选取具有最小安全中断概率的中继节点和干扰节点分别用于数据转发和干扰窃听端的信息。相比现有的方法，本发明更加适用实际信道环境，在安全协作通信领域中更具实用性和普遍性。

主权项

1.一种基于相关瑞利衰落信道的中继及干扰选择方法，所述方法包括：(1)系统至少由一个源节点S、一个目的节点D、一个窃听节点E、一个干扰节点J_m以及含N个译码转发中继节点的中继节点集S_relay＝{R₁,R₂,…,R_N}组成，干扰节点J_m选自中继节点集S_relay并发送干扰信号；(2)测量第n个中继节点R_n到目的节点D链路与从除R_n外的其它中继节点中选出的干扰节点j_m到目的节点D链路之间的信道相关系数ρ₁，测量第n个中继节点R_n到窃听节点E链路与从除R_n外的其它中继节点中选出的干扰节点j_m到窃听节点E链路之间的信道相关系数ρ₂，其中：表示第n个中继节点R_n到目的节点D链路的衰落信道功率增益；表示从除R_n外的其它中继节点中选出的干扰节点j_m到目的节点D链路的衰落信道功率增益；表示第n个中继节点R_n到窃听节点E链路的衰落信道功率增益；表示从除R_n外的其它中继节点中选出的干扰节点j_m到窃听节点E链路的衰落信道功率增益；(3)对能成功译码的中继节点进行由小到大编号，记为待选中继集Q＝{q₁,q₂,…,q_p}，其中1≤p≤N；步骤1.当待选中继节点为第1个中继节点时，即q₁时，干扰节点可以是S_relay中剩余N‑1个中继节点中的某个中继节点，对剩余N‑1个中继节点按编号从小到大重新编排序号，并将这N‑1个中继节点记为Γ＝{T₁,T₂,…T_N‑1}；步骤2.计算当待选中继节点为q₁，干扰节点分别为j₁＝T₁、…、j_N‑1＝Γ_N‑1时的安全中断概率，得到N‑1个安全中断概率；所述安全中断概率数学式为：其中：m∈{1,2,…,N‑1}；P表示额定平均功率；表示第p个待选中继节点到目的节点D链路的衰落信道功率增益；表示第p个待选中继节点到窃听节点E链路的衰落信道功率增益；表示的数学期望；表示的数学期望；表示的数学期望；表示的数学期望；是第一类零阶贝塞尔函数；Ω表示目标安全容量，且Ω>0；表示所选中继节点为q_p，干扰节点为j_m时的关于Ω的安全中断概率；步骤3.分别令步骤1和2中的待选中继节点为q₂、…、q_p并重复步骤1和2，直到待选中继集Q中所有的待选中继节点都被选取并完成计算；(4)选取具有最小安全中断概率的待选中继节点及对应干扰节点为所选中继节点及干扰节点。