一種雙認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)的保密傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線認(rèn)知中繼通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于分支切換駐留合并技 術(shù)的認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)的保密傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，無線通信技術(shù)日新月異，無線業(yè)務(wù)出現(xiàn)了爆炸式增長，這給系統(tǒng)的頻譜資 源帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。為了緩解無線電頻譜資源日益枯竭的問題，研宄人員提出了認(rèn)知通 信技術(shù)，從通信用戶可以共享使用主用戶的頻譜資源，從而充分利用了實(shí)際通信場景下的 空閑頻譜，極大地提升了頻譜資源的利用效率。將中繼技術(shù)融入到認(rèn)知通信形成的認(rèn)知中 繼通信系統(tǒng)，還能提升傳輸?shù)目煽啃耘c通信容量，擴(kuò)大傳輸?shù)母采w范圍。認(rèn)知中繼通信技 術(shù)已被IEEE多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)采用，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。然而當(dāng)竊聽節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在認(rèn)知中繼通 信系統(tǒng)中時(shí)，竊聽節(jié)點(diǎn)也可以監(jiān)聽到源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信號，這給系統(tǒng)的信息安全帶來了嚴(yán)重 的隱患。目前認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)物理層保密通信的研宄已成為無線通信領(lǐng)域研宄的熱點(diǎn)問 題。
[0003] 對于雙認(rèn)知中繼系統(tǒng)，可應(yīng)用機(jī)會式分支選擇技術(shù)，從兩個(gè)中繼分支中選擇其中 一路進(jìn)行保密通信。然而機(jī)會式分支選擇技術(shù)在每個(gè)傳輸幀都需要估計(jì)兩路分支的信道參 數(shù)，給系統(tǒng)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。此外，機(jī)會式分支選擇頻繁地在兩路分支之間切換，嚴(yán)重影響 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)保密傳輸方法， 以克服現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸中的安全性技術(shù)問題，同時(shí)降低系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，提供可靠的 穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明為雙認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)提供了一種保密傳輸方 法，所述方法包括如下步驟：
[0008] Sl:如果前一幀使用認(rèn)知中繼R1鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，則進(jìn)入步驟S2 ;如果前一幀 使用認(rèn)知中繼馬鏈路則進(jìn)入步驟S3 ;
[0009] S2:估計(jì)當(dāng)前幀中繼&鏈路的信道參數(shù)，判斷中繼1鏈路能否提供保密通信，如果 是，則中繼R1鏈路分支駐留，進(jìn)入步驟S4;反之進(jìn)行分支切換，估計(jì)當(dāng)前幀中繼1?2鏈路的信 道參數(shù)，進(jìn)入步驟S4 ;
[0010] S3:估計(jì)當(dāng)前幀中繼馬鏈路的信道參數(shù)，判斷中繼1鏈路能否提供保密通信，如果 是，則中繼R2鏈路分支駐留，進(jìn)入步驟S4 ;反之進(jìn)行分支切換，估計(jì)當(dāng)前幀中繼R:鏈路的信 道參數(shù)，進(jìn)入步驟S4 ;
[0011] S4 :源節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸保密數(shù)據(jù)直至完畢。
[0012] 優(yōu)選地，步驟S4所述源節(jié)點(diǎn)通過所選分支向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸保密數(shù)據(jù)包括：
[0013] 當(dāng)所選分支為中繼R1鏈路時(shí)，源節(jié)點(diǎn)通過中繼R1在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù) 據(jù)；
[0014] 當(dāng)所選分支為中繼R2鏈路時(shí)，源節(jié)點(diǎn)通過中繼R2鏈路在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳 輸數(shù)據(jù)。
[0015] 優(yōu)選地，所述判斷認(rèn)知中繼&或R2能否提供保密通信的方式為：
[0016] 主信道與竊聽信道信噪比之比是否大于給定的門限，如果是，則判定前一幀所用 分支能提供保密通信；反之則判定前一幀所用分支不能提供保密通信。
[0017] 優(yōu)選地，認(rèn)知中繼R1所述主信道與竊聽信道信噪比之比：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)的保密傳輸方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 51 :如果前一幀使用認(rèn)知中繼R1鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，則進(jìn)入步驟S2 ;如果前一幀使用 認(rèn)知中繼馬鏈路則進(jìn)入步驟S3 ; 52 :估計(jì)當(dāng)前幀中繼&鏈路的信道參數(shù)，判斷中繼R 1鏈路能否提供保密通信，如果是， 則中繼R1鏈路分支駐留，進(jìn)入步驟S4 ;反之進(jìn)行分支切換，估計(jì)當(dāng)前幀中繼R2鏈路的信道 參數(shù)，進(jìn)入步驟S4; S3:估計(jì)當(dāng)前幀中繼馬鏈路的信道參數(shù)，判斷中繼R 2鏈路能否提供保密通信，如果是， 則中繼R2鏈路分支駐留，進(jìn)入步驟S4 ;反之進(jìn)行分支切換，估計(jì)當(dāng)前幀中繼R1鏈路的信道 參數(shù)，進(jìn)入步驟S4; S4 :源節(jié)點(diǎn)通過所選分支向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸保密數(shù)據(jù)直至完畢。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸方法，其特征在于，所述步驟S4中所述源節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié) 點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包括： 當(dāng)所選分支為中繼R1鏈路時(shí)，源節(jié)點(diǎn)通過中繼R :在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)； 當(dāng)所選分支為中繼R2鏈路時(shí)，源節(jié)點(diǎn)通過中繼1鏈路在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù) 據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸方法，其特征在于，所述判斷認(rèn)知中繼R 1或R 2能否提供 保密通信的方式為： 主信道與竊聽信道信噪比之比是否大于給定的門限，如果是，則判定前一幀所用分支 能提供保密通信；反之則判定前一幀所用分支不能提供保密通信。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳輸方法，其特征在于，所述中繼R 1鏈路所述主信道與竊聽 信道信噪比之比為：
其中ZziJi ?\ 分別表示中繼R1與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D、竊聽節(jié)點(diǎn)E、主用戶PU之間的 信道參數(shù)，Ip表示主用戶能承受的最大干擾水平，σ 2表示高斯熱噪聲方差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳輸方法，其特征在于，所述中繼R 2鏈路所述主信道與竊聽 信道信噪比之比為：
其中\(zhòng)、/?,￡、奴分別表示中繼R2與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D、竊聽節(jié)點(diǎn)E、主用戶PU之間的 信道參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的傳輸方法，其特征在于，所述分支駐留是針對每一 幀的數(shù)據(jù)傳輸，如果不發(fā)生分支切換，僅需估計(jì)單條分支的信道參數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙認(rèn)知中繼通信系統(tǒng)的保密傳輸方法，包括以下步驟：S1：如果前一幀使用中繼R1進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，則進(jìn)入S2；如果前一幀使用中繼R2鏈路則進(jìn)入S3；S2：估計(jì)當(dāng)前幀中繼R1鏈路的信道參數(shù)，判斷中繼R1鏈路能否提供保密通信，如果是，則中繼R1鏈路分支駐留，進(jìn)入S4；反之進(jìn)行分支切換，估計(jì)當(dāng)前幀中繼R2鏈路的信道參數(shù)，進(jìn)入S4；S3：估計(jì)當(dāng)前幀中繼R2鏈路的信道參數(shù)，判斷中繼R2鏈路能否提供保密通信，如果是，則中繼R2鏈路分支駐留，進(jìn)入S4；反之進(jìn)行分支切換，估計(jì)當(dāng)前幀中繼R1鏈路的信道參數(shù)，進(jìn)入S4；S4：源節(jié)點(diǎn)通過所選分支向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸保密數(shù)據(jù)直至完畢。本發(fā)明能提供可靠保密的數(shù)據(jù)傳輸，降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。
【IPC分類】H04W12-02
【公開號】CN104853347
【申請?zhí)枴緾N201510227864
【發(fā)明人】范立生, 周雯, 李旭濤, 陳銀東
【申請人】汕頭大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月6日