[發(fā)明專利]一種中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)及信息傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111247492.0
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114024591B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任遠(yuǎn);譚藝璇;張雪薇;梁彥霞;彌寅;盧光躍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué)
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04K3/00;H04B17/336;H04B17/382;H04L25/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 趙逸宸

本發(fā)明屬于協(xié)作中繼系統(tǒng)及基于該類系統(tǒng)的信息傳輸方法，為解決目前中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)的物理層安全解決方案，僅考慮了中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)和解碼轉(zhuǎn)發(fā)的物理層安全性能，沒有考慮如何降低竊聽者解碼能力，導(dǎo)致系統(tǒng)安全性能較差的技術(shù)問題，提供一種中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)及信息傳輸方法，其中，本發(fā)明提出了一種增加友好干擾器節(jié)點的系統(tǒng)及信息傳輸方法，考慮使用能量收集技術(shù)，以及在系統(tǒng)中通過使用人工噪聲技術(shù)干擾竊聽者，使系統(tǒng)能量消耗降低、安全吞吐量性能增強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于協(xié)作中繼系統(tǒng)及基于該類系統(tǒng)的信息傳輸方法，具體涉及一種中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)及信息傳輸方法。

背景技術(shù)

非正交多址接入技術(shù)因其高帶寬效率、高公平性和大容量顯示出了巨大的優(yōu)越性，成為5G通信中非常有前景的多址接入方式。與傳統(tǒng)的正交多址接入系統(tǒng)不同，非正交多址接入系統(tǒng)在發(fā)送端采用功率復(fù)用技術(shù)，將多個用戶信號在相同的時域、頻域和碼域進(jìn)行疊加發(fā)送，在接收端利用串行干擾消除接收機實現(xiàn)正確解調(diào)。為了進(jìn)一步提高非正交多址接入系統(tǒng)的性能，提出了協(xié)作非正交多址接入來降低中斷概率，提高分集順序。現(xiàn)有的研究工作主要涉及兩種形式的協(xié)作非正交多址接入，第一種是使用一個專用的中繼節(jié)點為距離源較遠(yuǎn)的用戶轉(zhuǎn)發(fā)信號；第二種是將較強的用戶作為較弱的用戶的中繼節(jié)點。

由于無線信道的廣播特性，無線網(wǎng)絡(luò)的安全性能也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。提高物理層安全是一種重要的方法，利用無線信道的固有特性(如衰落、噪聲和干擾)，確保竊聽者不能利用物理層上的合法信息。在物理層安全解決方案中，協(xié)作干擾是利用其他節(jié)點發(fā)出人工噪聲干擾竊聽，因此，被認(rèn)為是對抗竊聽的有效技術(shù)。

Jianchao?Chen等人在“Physical?Layer?Security?for?Cooperative?NOMASystems”(IEEE?Trans.Veh.Technol.2018,67,4645–4649.)文章中公開了一種中繼協(xié)作非正交多址接入的物理層安全研究，僅考慮了中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)和解碼轉(zhuǎn)發(fā)的物理層安全性能，沒有考慮如何降低竊聽者的解碼能力，導(dǎo)致系統(tǒng)安全性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)的物理層安全解決方案，僅考慮了中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)和解碼轉(zhuǎn)發(fā)的物理層安全性能，沒有考慮如何降低竊聽者解碼能力，導(dǎo)致系統(tǒng)安全性能較差的技術(shù)問題，提供一種中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)及信息傳輸方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)，包括一個信源節(jié)點、一個中繼節(jié)點、一個近目的節(jié)點、一個遠(yuǎn)目的節(jié)點和一個竊聽節(jié)點，其特殊之處在于，還包括一個友好干擾器節(jié)點；

所述友好干擾器節(jié)點分別與所述信源節(jié)點和所述竊聽節(jié)點之間通過傳輸鏈路通訊；

所述信源節(jié)點、友好干擾器節(jié)點、中繼節(jié)點、近目的節(jié)點、遠(yuǎn)目的節(jié)點和竊聽節(jié)點各配置單根天線；

所述信源節(jié)點和遠(yuǎn)目的節(jié)點之間，以及信源節(jié)點與竊聽節(jié)點之間均通過中繼協(xié)助傳輸信號。

本發(fā)明還提供了一種如上所述中繼協(xié)作非正交多址接入系統(tǒng)的信息傳輸方法，用于降低竊聽節(jié)點接收信號進(jìn)行信息解碼的能力，其特殊之處在于，包括以下步驟：

S1，在每一個傳輸周期開始前，通過導(dǎo)頻傳輸?shù)膬刹叫诺拦烙嫹桨福烙嬅恳粋€信道的信道狀態(tài)預(yù)測信息；

S2，根據(jù)相應(yīng)信道狀態(tài)預(yù)測信息，所述信源節(jié)點分別向所述中繼節(jié)點、所述近目的節(jié)點和所述友好干擾器節(jié)點發(fā)送混疊信號；

S3，所述近目的節(jié)點對接收的混疊信號進(jìn)行信息解碼，中繼節(jié)點和友好干擾器節(jié)點分別從環(huán)境射頻信號中獲取能量，進(jìn)行能量收集；同時，中繼節(jié)點對接收到的混疊信號進(jìn)行信息解碼，并將解碼結(jié)果發(fā)送至近目的節(jié)點和遠(yuǎn)目的節(jié)點；