[发明专利]一种面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法

权利要求书

1.一种面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法，其特征在于，

所述低复杂度中继选择方法为：

上式中，γ_A、γ_B和γ_R分别表示各自节点发射功率与信道噪声方差的比值，和分别表示各信源节点到中继k的信道状态信息，和分别表示各信源节点接收到的来自中继k的接收导频信号功率；

所述面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法具体包括以下步骤：

步骤一，计算信源接收信号的信道容量；

步骤二，计算窃听节点接收信号的信道容量；

步骤三，获得基于最优中继选择的抗窃听方法；

步骤四，利用信源节点接收信噪比上限简化信源信道容量的计算；

步骤五，利用窃听节点接收信噪比上限简化窃听节点信道容量的计算；

步骤六，获得基于低复杂度中继选择的抗窃听方法；

所述步骤四具体包括：

(1)利用信源节点接收信噪比上限对信源接收信噪比进行缩放：

(2)在高信噪比条件下，近似认为γ_R，γ_A，γ_B→∞，利用信噪比简化信源A、B信道容量：

2.如权利要求1所述的面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法，其特征在于，所述面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法对于每个中继节点包括：

首先利用源节点-中继之间的信道增益计算信源节点的信道容量；

然后利用源节点-中继、中继-窃听节点之间的信道增益计算窃听节点信道容量；接着推导出基于最大-最小准则的最优中继选择方法；在最优中继选择方法基础上，利用接收信噪比上限去简化信源节点和窃听节点信道容量；

最后利用接收的导频信号功率去代替信道增益，进而推导出低复杂度中继选择方法。

3.如权利要求1所述的面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

(1)在高信噪比条件下，近似认为γ_R，γ_A，γ_B→∞，得到每个窃听节点接收信噪比上限：

(2)由香农定理确定窃听节点信道容量：

4.如权利要求1所述的面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法，其特征在于，所述步骤六具体包括：

(1)得到基于低复杂度中继选择的抗窃听方法：

(2)利用信源接收信号导频模方均值去代替瞬时信道状态信息，可用下式表示：

上式中，P_A和P_B分别表示各信源节点发射功率，N₀表示噪声方差；

(3)修正后的低复杂度中继选择方法可用下式表示：

其中：

5.一种应用权利要求1～4任意一项所述面向5G大规模物理层安全的低复杂度中继选择方法的协作中继通信系统。