[发明专利]模拟网络编码系统的协作干扰方法

摘要

模拟网络编码系统的协作干扰方法，双向中继信道通信系统包括信源节点A和B、中继R以及外部窃听者E，协作干扰为信源节点实施干扰，模拟网络编码系统的传输机制分2个时隙完成一次双向通信，在干扰信号的发射功率受限的条件下，通过调整干扰信号的发射功率在各通信时隙中的的功率分配因子，实现ANC系统安全能效的优化。本发明在ANC能大幅增强系统的物理层安全性能的基础上再结合CJ技术进一步增强物理层安全性能，干扰信号的发射功率越高，系统的物理层安全性能越强，本发明方法适用于同时存在内部和外部窃听者，且干扰信号的发射功率受限的前提，本发明方法可减少资源浪费，实现安全能效的最大化。

主权项

1.模拟网络编码系统的协作干扰方法，其特征是双向中继信道通信系统包括信源节点A和B、中继R以及外部窃听者E，协作干扰为信源节点实施干扰，节点A、B、R和E各配备1根全向天线，信道为半双工的，模拟网络编码系统的传输机制分2个时隙完成一次双向通信，在干扰信号的发射功率受限的条件下，通过调整干扰信号的发射功率在各通信时隙中的功率分配因子，实现ANC系统安全能效的优化；设A向B发射信号x_A，B向A发射信号x_B，α_A、α_B、α₁、α₂、α₃和α₄分别表示AR、BR、AE、BE、RE和AB之间的信道衰减系数，和分别表示第n个时隙AR、BR、AE、BE和RE之间的信道高斯白噪声，对于窃听者窃听信源节点A的情况，A在第n个时隙发射干扰信号P_J⁽ⁿ⁾表示干扰信号在第n个时隙的发射功率，表示E在第n个时隙接收到的信号，双向通信过程为：第1个时隙，信源节点A和B分别向R发射和x_B，R、E接收到的信号分别表示为：第2个时隙，R采用模拟网络编码ANC将接收到的信号放大后广播给A、B，中继R的发射功率为P_R，放大系数为β；相应地A、B、E接收的信号分别表示为：B已知干扰信号和自身所发射的信号x_B，B进行滤除处理后得到的信号为其中噪声为有用信号为βα_Aα_Bx_A，信干噪比为得到主信道的信道容量C_M为：R收到的可供解调A的信号y_R中噪声为有用信号为α_Ax_A，信干噪比为中继R作为内部窃听节点，窃听信道容量表示为：E收到的可供解调A的信号有2个，分别是第1个时隙收到的和第2个时隙收到的根据等增益合并的原则，E解调A时的信干噪比为收到的2个信号的信干噪比之和，它们的噪声分别为和有用信号分别为α₁x_A和βα_Aα₃x_A，信干噪比为因此外部窃听节点E的窃听信道容量表示为：通信系统的窃听信道容量为内部、外部窃听节点的窃听信道容量之和，表示为：通信系统的安全容量C_S表示为：上述公式中，P指有用信号的信号功率，和分别指AR、BR、AE、BE和RE间的噪声功率，根据上述安全容量公式，调整受限的干扰信号的发射功率P_J在各通信时隙中的功率分配，即调整P_J⁽¹⁾和P_J⁽²⁾的大小，P_J＝P_J⁽¹⁾+P_J⁽²⁾，由此增大安全容量，提高通信系统安全性能；对于窃听者窃听信源节点B的情况，协作干扰处理方式与A相同。