1.一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,所述單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)包括一個源節(jié)點、至少一個中間節(jié)點、一個竊聽節(jié)點以及一個目的節(jié)點,所有節(jié)點配置單天線;在至少一個中間節(jié)點中,選取一個作為干擾節(jié)點,剩余中間節(jié)點作為中繼節(jié)點;該單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法包括:
第一階段:源節(jié)點向所有中繼節(jié)點發(fā)送私密信息,同時干擾節(jié)點向目的節(jié)點、竊聽節(jié)點以及所有中繼節(jié)點發(fā)送干擾信號來保護(hù)正在傳輸?shù)男畔ⅲ?/p>
第二階段:每個中繼節(jié)點對第一階段接收到的信號采用預(yù)編碼矩陣的對角元素值進(jìn)行相乘后轉(zhuǎn)發(fā);其中,預(yù)編碼矩陣是對角矩陣,其對角元素是中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器加權(quán)系數(shù);同時干擾節(jié)點向目的節(jié)點和竊聽節(jié)點繼續(xù)發(fā)送干擾信號;
在源節(jié)點、中繼節(jié)點和干擾節(jié)點功率約束下,優(yōu)化源節(jié)點的功率分配和中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器,求取單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的最大安全速率。
2.如權(quán)利要求1所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,在優(yōu)化源節(jié)點的功率分配和中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器的過程中,設(shè)計中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器加權(quán)系數(shù),使得第一階段干擾節(jié)點發(fā)送的干擾信號對目的節(jié)點沒有影響。
3.如權(quán)利要求2所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,設(shè)計使得第一階段干擾節(jié)點發(fā)送的干擾信號對目的節(jié)點沒有影響的中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器加權(quán)系數(shù)之后,還包括設(shè)計中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器加權(quán)系數(shù)對竊聽節(jié)點第二階段進(jìn)行破零,使得竊聽節(jié)點在第二階段接收不到有用信息。
4.如權(quán)利要求3所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,該方法還包括設(shè)計干擾節(jié)點在第二階段不發(fā)送干擾信號,最終得到單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的最大安全速率的等價優(yōu)化問題。
5.如權(quán)利要求2所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,該方法包括:將所述等價優(yōu)化問題分成內(nèi)層中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器優(yōu)化問題和外層源節(jié)點發(fā)送功率優(yōu)化問題。
6.如權(quán)利要求5所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,針對內(nèi)層中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器優(yōu)化問題,首先對內(nèi)層中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器優(yōu)化問題做變量代換,然后求解內(nèi)層中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器優(yōu)化問題的最優(yōu)解所對應(yīng)的中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器系數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,求解外層源節(jié)點發(fā)送功率優(yōu)化問題的解,得到源節(jié)點發(fā)送功率分配方案,并代入內(nèi)層中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器優(yōu)化問題的最優(yōu)解中,最終求得中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器的最佳系數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,利用二分法求解外層源節(jié)點發(fā)送功率優(yōu)化問題的解。
9.如權(quán)利要求5所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,所述內(nèi)層中繼節(jié)點協(xié)作波束形成器優(yōu)化問題是一個廣義瑞利商問題。
10.如權(quán)利要求1所述的一種單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸方法,其特征在于,單天線放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼網(wǎng)絡(luò)的安全速率是化源節(jié)點的功率分配的擬凹函數(shù)。