[發明專利]安全傳輸無線攜能網絡的聯合網絡選擇及資源分配方法

有效

• 申請號: 201610150712.0
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105681110B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 柴蓉;趙娜;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L12/911
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種安全傳輸無線攜能網絡的聯合網絡選擇及資源分配方法，屬于移動通信技術領域。該方法包括以下步驟：步驟1)、采集網絡及用戶內參數信息；步驟2)、定義網絡選擇標識β_m，n；步驟3)、計算合法用戶采集功率步驟4)、計算合法用戶平均保密速率和合法用戶傳輸速率步驟5)、計算網絡n內竊聽用戶的平均接收速率步驟6)、計算單鏈路平均能效E(η_m，n)和網絡平均總能效E(η)；步驟7)、設置約束條件對網絡選擇、合法用戶速率、AP發送功率、采集功率以及功率分流比進行限制；步驟8)、根據網絡總能效最大化準則聯合優化確定網絡選擇、能量采集以及AP發送功率分配策略。本發明所述方法可以有效保障在滿足網絡選擇、合法用戶速率、AP發送功率、采集功率以及功率分流比的約束條件的限制下實現網絡能效優化。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別是無線攜能網絡資源分配技術領域，公開一種基于安全傳輸的無線攜能網絡聯合網絡選擇及資源分配方法。

背景技術

隨著無線通信技術快速發展，能源消耗問題日益嚴峻。為解決當前傳統能源使用方式造成能源利用率低下的問題，可采用高效的能量采集技術。作為一種新型能量采集技術，無線攜能通信融合通信技術及輸電技術，實現信息與能量的并行傳輸，在傳輸信息的同時實現能量采集，具有廣闊應用前景。同時，聯合考慮網絡選擇的無線攜能網絡可有效解決在當前異構網絡融合環境下多模終端在有多種無線接入技術并存的復雜環境中合理選擇最有效無線承載的問題。

網絡安全是當前無線網絡核心問題之一，也是無線網絡大規模普及和應用的前提條件。隨著無線攜能網絡未來的普及，網絡安全問題也將面臨更加嚴峻的挑戰，如何保證和提高信息的安全性，一直是無線攜能網絡技術研究的一個重點領域。

目前已有研究考慮無線攜能網絡中基于安全傳輸的資源分配方法，如文獻[HuangX,Li Q,Zhang Q,et al.Power allocation for secure OFDMA systems with wirelessinformation and power transfer,Electronics Letters,2014]中提出了一種基于保密速率最大化的功率分配算法，文獻[Zhang M,Liu Y,Feng S.Energy harvesting forsecure OFDMA systems,Wireless Communications and Signal Processing(WCSP),2014]考慮在OFDMA下行系統中，基于最大化采集功率的最佳聯合子載波分配和功率分流比策略的算法。

現有基于竊聽用戶網絡場景的資源分配方案的研究中較少考慮用戶的網絡選擇問題以及竊聽用戶位置隨機分布下的資源分配問題。此外，現有資源分配研究較多以吞吐量優化為目標，未考慮用戶設備能量消耗，可能導致能效較低，對于能耗敏感終端設備，其業務體驗將受到嚴重影響。

發明內容

針對以上技術的不足，提出了一種保障合法用戶QoS需求的同時實現網絡能效最大化的安全傳輸無線攜能網絡的聯合網絡選擇及資源分配方法。本發明的技術方案如下：一種安全傳輸無線攜能網絡的聯合網絡選擇及資源分配方法，所述無線攜能網絡的每個合法用戶選擇一個網絡進行通信，其包括以下步驟：

步驟1)、采集網絡及用戶內參數信息，包括網絡n的信道帶寬B_n，網絡n的AP與用戶之間鏈路的信道衰落因子c_n及路徑損耗因子α_n，合法用戶m與網絡n的AP之間的距離d_m,n，網絡n內的竊聽用戶到網絡內AP的距離d_n；

步驟2)、定義網絡選擇標識β_m,n；

步驟3)、計算合法用戶采集功率

步驟4)、計算合法用戶平均保密速率和合法用戶傳輸速率

步驟5)、計算網絡n內竊聽用戶的平均接收速率