[發(fā)明專利]無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作干擾傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310320208.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN103475441A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王莉;馬躍;滿毅;曹春艷;都晨輝;張勇;滕穎蕾;劉洋;魏翼飛;宋梅;陶雄強(qiáng);雷旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04K3/00
• 分類號(hào): H04K3/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，特別涉及無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作干擾傳輸方法。

背景技術(shù)

無線多跳網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為時(shí)下無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中一個(gè)研究的熱點(diǎn)，隨著無線多跳網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來越廣。最近的研究成果表明，在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中利用中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作傳輸可以有效改善通信質(zhì)量、提供無線多跳網(wǎng)絡(luò)的性能。然而，利用中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作傳輸可能會(huì)帶來通信的安全問題，例如，發(fā)送簇簇內(nèi)、接收簇簇內(nèi)或簇間的節(jié)點(diǎn)中可能存在竊聽者對(duì)無線多跳網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行竊聽。

現(xiàn)有的保證無線多跳網(wǎng)絡(luò)通信安全的方案通常都是與其他技術(shù)相結(jié)合的，例如，通過上層的加密技術(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕@樣往往使得整個(gè)方案較為復(fù)雜，而且，現(xiàn)有技術(shù)中鮮有方案能夠解決無線多跳網(wǎng)絡(luò)中利用中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸帶來的安全問題，尤其地，現(xiàn)有技術(shù)中尚無用于在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中利用協(xié)作傳輸干擾竊聽者的方案。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作傳輸中的信息安全問題。

(二)技術(shù)方案

為此目的，本發(fā)明提出了一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作干擾傳輸方法，包括:第一傳輸階段:所述無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送簇簇頭將信息發(fā)送至發(fā)送簇簇內(nèi)選定的中繼節(jié)點(diǎn)，并由選定的第一組干擾節(jié)點(diǎn)對(duì)竊聽者進(jìn)行干擾；第二傳輸階段:所述中繼節(jié)點(diǎn)將所述信息發(fā)送至所述無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的接收簇簇頭，并由選定的第二組干擾節(jié)點(diǎn)對(duì)所述竊聽者進(jìn)行干擾。

在上述方法中，所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)包括:對(duì)發(fā)送簇簇內(nèi)竊聽者進(jìn)行干擾的發(fā)送簇簇內(nèi)干擾節(jié)點(diǎn)和對(duì)簇間竊聽者進(jìn)行干擾的簇間干擾節(jié)點(diǎn)；所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)包括:對(duì)發(fā)送簇簇內(nèi)竊聽者進(jìn)行干擾的發(fā)送簇簇內(nèi)干擾節(jié)點(diǎn)、對(duì)接收簇簇內(nèi)竊聽者進(jìn)行干擾的接收簇簇內(nèi)干擾節(jié)點(diǎn)和對(duì)簇間竊聽者進(jìn)行干擾的簇間干擾節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，在所述第二傳輸階段中，所述中繼節(jié)點(diǎn)采用解碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式將所述信息發(fā)送至所述接收簇簇頭，并且所述中繼節(jié)點(diǎn)的信息速率不小于所述接收簇簇頭的信息速率。

優(yōu)選地，所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)對(duì)所述竊聽者進(jìn)行干擾包括:所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)向所述竊聽者發(fā)送預(yù)設(shè)的干擾信號(hào)。

優(yōu)選地，在所述第一傳輸階段前將所述預(yù)設(shè)的干擾信號(hào)告知所述中繼節(jié)點(diǎn)和所述接收簇簇頭以便所述中繼節(jié)點(diǎn)和所述接收簇簇頭在所述第一傳輸階段和第二傳輸階段中消除所述干擾信號(hào)的影響。

優(yōu)選地，所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)對(duì)所述竊聽者進(jìn)行干擾包括:使所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)定向向所述竊聽者發(fā)送干擾信號(hào)。

優(yōu)選地，選擇所述中繼節(jié)點(diǎn)、所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)的步驟包括:列出所有能作為所述中繼節(jié)點(diǎn)、所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組合；基于所列出的每一組節(jié)點(diǎn)組合，在一定發(fā)送功率下，計(jì)算所述第一傳輸階段的安全信息速率和所述第二傳輸階段的安全信息速率；選擇使所述第一傳輸階段的安全信息速率最大化的節(jié)點(diǎn)組合中的第一組干擾節(jié)點(diǎn)作為所述選定的第一組干擾節(jié)點(diǎn)，選擇使所述第二傳輸階段的安全信息速率最大化的節(jié)點(diǎn)組合中的第二組干擾節(jié)點(diǎn)作為所述選定的第二組干擾節(jié)點(diǎn)，選擇使所述第一傳輸階段的安全信息速率和所述第二傳輸階段的安全信息速率中的較小者最大化的節(jié)點(diǎn)組合中的中繼節(jié)點(diǎn)作為所述選定的中繼節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述第一傳輸階段的安全信息速率為所述第一傳輸階段中所述中繼節(jié)點(diǎn)的最大信息速率與所述發(fā)送簇簇內(nèi)竊聽者和所述簇間竊聽者最大信息速率的較大者之間的差，所述第二傳輸階段的安全信息速率為所述第二傳輸階段中所述接收簇簇頭的最大信息速率與所述發(fā)送簇簇內(nèi)竊聽者、所述簇間竊聽者和所述接收簇簇內(nèi)竊聽者最大信息速率的最大者之間的差。

優(yōu)選地，選擇所述中繼節(jié)點(diǎn)、所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)的步驟還包括:獲取所述中繼節(jié)點(diǎn)、所述第一組干擾節(jié)點(diǎn)和所述第二組干擾節(jié)點(diǎn)的功率分配權(quán)值。

(三)有益效果

本發(fā)明所提供的無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作干擾傳輸方法能夠選取最優(yōu)的中繼節(jié)點(diǎn)及第一和第二組干擾節(jié)點(diǎn)，使得傳輸過程中的安全信息速率最大化。本發(fā)明填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中尚無在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中利用中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸來干擾竊聽者的技術(shù)方案的空白，同時(shí)使得在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中利用中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸時(shí)，不再需要結(jié)合加密技術(shù)等其他技術(shù)即可保障信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作干擾傳輸方法的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于簇的協(xié)作干擾傳輸方法的流程圖；