[發(fā)明專利]一種基于多天線中繼系統(tǒng)的無線攜能通信方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210136996.3 | 申請日： | 2022-02-15 |
| 公開（公告）號： | CN114567352A | 公開（公告）日： | 2022-05-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 任清華;張廣大;樊志凱;李蒙;崔祥巍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍空軍工程大學(xué) |
| 主分類號： | H04B7/026 | 分類號： | H04B7/026;H04W40/22;H04W40/12;H04W52/24;H04L9/40 |
| 代理公司： | 西安亞信智佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61241 | 代理人： | 段國剛 |
| 地址： | 710038 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 天線 中繼 系統(tǒng) 無線 通信 方法 | ||
本公開是關(guān)于一種基于多天線中繼系統(tǒng)的無線攜能通信方法。該方法包括以下步驟：建立多天線中繼系統(tǒng)模型；該多天線中繼系統(tǒng)包括源節(jié)點、目的節(jié)點、中繼節(jié)點和若干竊聽節(jié)點Ei，其中,中繼節(jié)點配備K根天線，其他節(jié)點均只配備單根天線；多天線中繼系統(tǒng)基于PS協(xié)議進(jìn)行無線攜能通信；根據(jù)無線攜能通信的結(jié)果，推導(dǎo)出遍歷可達(dá)保密速率，由此衡量出該多天線中繼系統(tǒng)的保密傳輸性能增益。本公開提出的一種基于多天線中繼系統(tǒng)的無線攜能通信方法，能夠在解決多天線中繼系統(tǒng)中信號處理能量受限問題的同時，有效的提高該多天線中繼系統(tǒng)的保密傳輸性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及通信安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多天線中繼系統(tǒng)的無線攜能通信方法。
背景技術(shù)
隨著第五代移動通信的逐漸普及和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于無線信道的開放性和復(fù)雜性，信息泄露問題日益突出，給信息的安全傳輸帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
無線攜能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)技術(shù)，能夠利用射頻信號攜帶能量的特點，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以在接收信息的同時收集能量。該技術(shù)為解決網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量受限問題提供了一種有效的解決方案，已被應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)中。
然而，SWIPT在面對不同場景下的安全威脅仍存在諸多問題：首先、在針對非信任中繼網(wǎng)絡(luò)時，其往往采用單一的固定竊聽節(jié)點的方式進(jìn)行，缺乏對多竊聽節(jié)點的場景的應(yīng)用；其次、在利用友好干擾機(jī)進(jìn)行信號輔助傳輸時，主要是圍繞中繼系統(tǒng)傳輸過程中的某一階段展開，或者僅考慮到竊聽者竊聽保密信號傳輸?shù)牟糠诌^程，而對于保密信號在所有節(jié)點傳輸?shù)娜^程來說，信息被泄漏的風(fēng)險仍然很大。因此，有必要改善上述相關(guān)技術(shù)方案中存在的一個或者多個問題，以增強(qiáng)多天線中繼系統(tǒng)的物理層安全性能。
需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
發(fā)明內(nèi)容
本公開實施例的目的在于提供一種基于多天線中繼系統(tǒng)的無線攜能通信方法，以增強(qiáng)多天線中繼系統(tǒng)的物理層安全性能。
本公開實施例提供一種基于多天線中繼系統(tǒng)的無線攜能通信方法，該方法包括以下步驟：
建立多天線中繼系統(tǒng)模型；該多天線中繼系統(tǒng)包括源節(jié)點、目的節(jié)點、中繼節(jié)點和若干竊聽節(jié)點Ei，其中,所述中繼節(jié)點配備K根天線，其他節(jié)點均只配備單根天線；
所述多天線中繼系統(tǒng)基于PS協(xié)議進(jìn)行無線攜能通信；
根據(jù)無線攜能通信的結(jié)果，推導(dǎo)出遍歷可達(dá)保密速率，由此衡量出該多天線中繼系統(tǒng)的保密傳輸性能增益。
本公開的一示例性實施例中，在所述建立多天線中繼系統(tǒng)模型的步驟中，所有節(jié)點均在半雙工模式下工作；所述多天線中繼系統(tǒng)在傳輸信號時，所有天線之間的內(nèi)部干擾能夠完全自消除；所有竊聽節(jié)點都能夠竊聽該多天線中繼系統(tǒng)在無線攜能通信過程中每個階段傳輸?shù)谋Ｃ苄盘枺凰龈`聽節(jié)點的位置分布服從獨立泊松過程；所述源節(jié)點、目的節(jié)點和中繼節(jié)點均只有一個。
本公開的一示例性實施例中，在所述多天線中繼系統(tǒng)基于PS 協(xié)議進(jìn)行無線攜能通信的過程中，在一個通信周期內(nèi)，包括時隙相等的兩個階段，其中，
第一階段包括以下過程：
源節(jié)點S以功率PS向中繼節(jié)點R發(fā)送攜帶能量的射頻信號xsr，目的節(jié)點D以功率PD向所述中繼節(jié)點R發(fā)射攜帶能量的友好干擾信號xdj；所述中繼節(jié)點R根據(jù)PS協(xié)議用一根天線Ri分別接收這兩種攜帶能量的信號，并將接收到的信號按功率分裂結(jié)構(gòu)分成兩部分，一部分為用于采集能量的EH模塊，另一部分為用于信號傳輸?shù)腎T 模塊；
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