[發明專利]一種基于能量收集的物理層安全傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 201910814853.1
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110677181B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 曹斌;李爽;孫偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: H04B7/0426
• 分類號: H04B7/0426;H04B7/08;H04B17/382;H04B5/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種基于能量收集的物理層安全傳輸方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，選擇步驟：選擇與主用戶合作的次級用戶，主用戶包括主發送端T和主接收端R，次級用戶包括次級用戶A和次級用戶B，次級用戶A為中繼轉發節點，次級用戶B為非轉發節點；

步驟2，判斷步驟：采用信道估計的方式對次級用戶A到主接收端R的信道條件進行估計，根據估計結果得到次級用戶A所處的信道條件，判斷次級用戶A所處的信道條件是否達標、并且判斷次級用戶A當前的剩余電量是否充足，若次級用戶A所處的信道條件達標且次級用戶A當前的剩余電量充足，那么執行合作轉發步驟，若次級用戶A所處的信道條件未達標和/或次級用戶A當前的剩余電量不充足，那么執行無線充電傳輸步驟；

合作轉發步驟：次級用戶是頻譜未授權用戶，且次級用戶A具有認知無線電的特點，能夠感知主發送端T的空閑頻譜并接入，主發送端T與次級用戶A進行合作將信號傳輸至主接收端R；

無線充電傳輸步驟：主發送端T和主接收端R直接通信，次級用戶A進行能量收集以用作自身充電；

所述合作轉發步驟包括第一步驟和第二步驟，

第一步驟：主發送端T發送廣播信號，次級用戶B發送與次級用戶A的通信信號，次級用戶A會收到來自主發送端T的信號和來自次級用戶B的信號，在接收信號時將兩個信號進行分離，而竊聽端E由于不知道次級用戶B所處位置信息，所以很難將次級用戶B的信號分離出來，竊聽信道被惡化，而主接收端R并不需要次級用戶B的信號，所以設置波束成型矩陣，使得次級用戶B的信號在主接收端R迫零；

第二步驟：次級用戶A發送信息給主接收端R和次級用戶B，其中發送給主接收端R的是轉發第一步驟收到的主發送端T的信號，發送給次級用戶B的是自身的通信信號，由于竊聽端E對次級用戶A和次級用戶B的通信信號并不感興趣，所以次級用戶A和次級用戶B的通信信號再次作為干擾竊聽端E的噪聲存在，竊聽端信道再次被惡化，安全傳輸機制完成；由于主接收端R不需要次級用戶A和B的信號，采取設計迫零波束成型矩陣的方法對該信號在主接收端R進行屏蔽；

在所述無線充電傳輸步驟中，主發送端T和主接收端R直接通信，次級用戶B發射人工噪聲干擾竊聽端E，次級用戶A接收到來自主發送端T的信號和來自次級用戶B的信號，由于此時次級用戶A所處信道狀態并不適合轉發信號，所以不需要對信號進行處理，僅僅接收信號并利用配置的能量捕獲裝置對兩個射頻信號進行能量捕獲，以汲取其中部分的能量用作自身充電。

2.根據權利要求1所述的物理層安全傳輸方法，其特征在于，在所述第一步驟中，次級用戶A會收到來自主發送端T的信號和來自次級用戶B的信號，在接收信號時采取投影技術將兩個信號進行分離。

3.根據權利要求1至2任一項所述的物理層安全傳輸方法，其特征在于，在合作轉發步驟中，該時刻執行完畢，進入下一時刻的時候，返回執行判斷步驟；在無線充電傳輸步驟中，該時刻執行完畢，進入下一時刻的時候，返回執行判斷步驟；當信號傳輸完畢或達到停止條件時則結束。