一种基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法与流程

技术特征：

1.一种基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的通信系统包括可疑发射节点、可疑接收节点和合法监听节点；所述的合法监听节点包括发送端和接收端，发送端和接收端分别配置N_t和单根天线；所述的可疑发射节点和可疑接收节点配置单根天线；

具体包括如下步骤：

1)合法监听节点通过侦听可疑发射节点和可疑接收节点的导频，估计通信系统中的信道状态信息；

2)合法监听节点利用估计得到的信道状态信息，基于最大化系统监听非中断概率计算最佳发射功率p_d和发射波束赋形器w_t；

3)可疑发射节点与可疑接收节点间进行通信时，合法监听节点基于最佳发射功率p_d和发射波束赋形器w_t，在全双工模式下工作以最大化系统的监听非中断概率。

2.根据权利要求1所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的步骤1)中信道状态信息包括：可疑发射节点与可疑接收节点、可疑发射节点与合法监听节点、合法监听节点与可疑接收节点以及合法监听节点自干扰的信道状态信息。

3.根据权利要求1所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的步骤3)中全双工模式是指：合法监听节点通过接收端监听可疑信息，通过发送端向可疑接收节点发射无线干扰信号。

4.根据权利要求1所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的步骤2)中基于最大化系统监听非中断概率计算最佳发射功率p_d和发射波束赋形器w_t是指：

建立最佳发射功率p_d与发射波束赋形器w_t的联合优化问题，其目标函数与约束条件分别表示为：

$\begin{array}{cc}\underset{p_d,w_t}{\max }& \mathrm{Pr}ob\left(\frac{P_S|h_{se}{|}^2}{{\mathrm{\ρp}}_d|h_{ee}{w}_t{|}^2+N_E}\≥\frac{P_S|h_{se}{|}^2}{p_d|h_{ed}{w}_t{|}^2+N_D}\right)\end{array}$

s.t.0≤p_d≤P_J&||w_t||＝1

其中，Prob表示概率运算符号，P_S和P_J分别代表可疑发射节点和合法监听节点的最大信号发射功率；h_sd，h_se，h_ed和h_ee分别表示可疑发射节点与可疑接收节点，可疑发射节点与合法监听节点，合法监听节点与可疑接收节点以及合法监听节点自干扰的信道状态信息；ρ表示合法监听节点自干扰信道的抑制系数；N_D和N_E分别表示可疑接收节点和合法监听节点的噪声功率。

5.根据权利要求4所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的最佳发射功率为p_d＝P_J。

6.根据权利要求4所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的目标函数与约束条件转化为如下形式：

7.根据权利要求6所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的目标函数与约束条件继续通过半定松弛的方法，利用同时省略W秩为1的约束条件，转化为如下形式：

s.t.tr(W)＝1

其中，tr()和分别代表求迹和共轭转置运算符号。

8.根据权利要求7所述的基于主动监听以最大化系统监听非中断概率的方法，其特征在于，所述的目标函数与约束条件利用Charnes-Cooper转化定理，所得到的最佳发射波束赋形器w_t通过解如下凸半定规划优化问题得到：

s.t.s＞0

tr(Z)＝s

所述的凸半定规划优化问题通过MATLAB软件中的CVX工具包进行求解；其中，最优解Z是秩为1的矩阵，且满足即最佳发射波束赋形器w_t通过对Z进行奇异值分解得到。