[发明专利]一种全双工中继网络的物理层安全传输方法

权利要求书

1.一种全双工中继网络的物理层安全传输方法，其特征在于，包括信道估计、系统数据传输、窃听用户窃听三个阶段，具体为：

(1)信道估计阶段：

发射机向配置N_R根天线的全双工中继节点发送导频信号，全双工中继节点选择合并方案处理接收的信号，计算全双工中继节点不同接收天线的瞬时接收信干噪比；

全双工中继节点的N_R根天线根据接收导频信号的强度，选择全双工中继节点配置最佳的接收天线序号i*，剩余天线选定为全双工干扰天线；

(2)系统数据传输阶段：

第一时隙，发射机向全双工中继节点的最佳接收天线发送数据，同时全双工中继节点剩余的N_R-1根天线采用最大比发射方案向窃听用户发射干扰信号，干扰窃听用户的窃听；

第二时隙，全双工中继节点通过译码转发协议向接收机转发信号，同时在全双工中继节点处采用迫零波束赋形方法，即将窃听用户对应到转发信号零空间的同时，最大化目的接收机接收信号的信噪比；

(3)窃听用户窃听阶段：

窃听用户窃听发射机发送数据，并受到全双工中继节点发射干扰数据的干扰；

信道估计阶段，所述计算全双工中继节点不同接收天线的瞬时接收信干噪比，具体如下：

发射机和全双工中继节点第i根天线之间链路的瞬时接收信干噪比为：

其中h_ARi表示发射机与全双工中继节点第i根天线之间的信道系数，h_RR表示全双工中继节点处自干扰信道系数，|h_ARi|²的均值E[|h_ARi|²]＝λ_AR，λ_AR为给定常数，为全双工中继节点处的噪声功率；P_S为发射机的发射功率；P_J为全双工中继干扰信号发射功率；α为全双工中继节点自干扰消除后的自干扰功率残余因子；

窃听用户窃听阶段，窃听用户窃听发射机发送数据，并受到全双工中继节点发射干扰数据的干扰，具体如下：

第一时隙：窃听用户窃听发射机发送数据的同时受到全双工中继节点发射干扰数据的干扰，由此，第一时隙中窃听用户处的瞬时信干噪比γ_E为：

其中h_AE表示发射机与窃听用户之间的信道向量，h_RE表示全双工中继节点与窃听用户之间的(N_R-1)×1维信道向量，为窃听用户处的噪声功率；P_S为发射机的发射功率，P_J为全双工中继干扰信号发射功率；

第二时隙：窃听用户窃听N_R根天线的全双工中继节点转发的数据，由于全双工中继节点处采用了迫零波束赋形方法，窃听用户无法窃听全双工中继节点转发的数据，因此，窃听用户仅在第一时隙窃听到了发射机发送的数据信息。

2.根据权利要求1所述的全双工中继网络的物理层安全传输方法，其特征在于，系统数据传输阶段，发射机和全双工中继节点最佳接收天线之间的瞬时信干噪比γ_AR为：

其中，h_ARi表示发射机与全双工中继节点第i根天线之间的信道系数，P_S为发射机的发射功率；h_RR表示全双工中继节点收到自干扰的信道系数，P_J为全双工中继干扰信号发射功率；α为全双工中继节点自干扰消除后的自干扰功率残余因子，N_R为全双工中继节点配置的天线数量，为全双工中继节点处的噪声功率。