一种双认知中继通信系统的保密传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线认知中继通信技术领域，特别涉及一种基于分支切换驻留合并技 术的认知中继通信系统的保密传输方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，无线通信技术日新月异，无线业务出现了爆炸式增长，这给系统的频谱资 源带来了沉重的负担。为了缓解无线电频谱资源日益枯竭的问题，研宄人员提出了认知通 信技术，从通信用户可以共享使用主用户的频谱资源，从而充分利用了实际通信场景下的 空闲频谱，极大地提升了频谱资源的利用效率。将中继技术融入到认知通信形成的认知中 继通信系统，还能提升传输的可靠性与通信容量，扩大传输的覆盖范围。认知中继通信技 术已被IEEE多个标准采用，具有广阔的工程应用前景。然而当窃听节点出现在认知中继通 信系统中时，窃听节点也可以监听到源节点的发送信号，这给系统的信息安全带来了严重 的隐患。目前认知中继通信系统物理层保密通信的研宄已成为无线通信领域研宄的热点问 题。
[0003] 对于双认知中继系统，可应用机会式分支选择技术，从两个中继分支中选择其中 一路进行保密通信。然而机会式分支选择技术在每个传输帧都需要估计两路分支的信道参 数，给系统带来沉重的负担。此外，机会式分支选择频繁地在两路分支之间切换，严重影响 系统数据的稳定传输。
【发明内容】
[0004] (一）要解决的技术问题
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种认知中继通信系统保密传输方法， 以克服现有技术数据传输中的安全性技术问题，同时降低系统实现的复杂度，提供可靠的 稳定的数据传输。
[0006] (二）技术方案
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明为双认知中继通信系统提供了一种保密传输方 法，所述方法包括如下步骤：
[0008] Sl:如果前一帧使用认知中继R1链路进行数据通信，则进入步骤S2 ;如果前一帧 使用认知中继馬链路则进入步骤S3 ;
[0009] S2:估计当前帧中继&链路的信道参数，判断中继1链路能否提供保密通信，如果 是，则中继R1链路分支驻留，进入步骤S4;反之进行分支切换，估计当前帧中继1?2链路的信 道参数，进入步骤S4 ;
[0010] S3:估计当前帧中继馬链路的信道参数，判断中继1链路能否提供保密通信，如果 是，则中继R2链路分支驻留，进入步骤S4 ;反之进行分支切换，估计当前帧中继R:链路的信 道参数，进入步骤S4 ;
[0011] S4 :源节点向目标节点传输保密数据直至完毕。
[0012] 优选地，步骤S4所述源节点通过所选分支向目标节点传输保密数据包括：
[0013] 当所选分支为中继R1链路时，源节点通过中继R1在两个时隙内向目标节点传输数 据；
[0014] 当所选分支为中继R2链路时，源节点通过中继R2链路在两个时隙内向目标节点传 输数据。
[0015] 优选地，所述判断认知中继&或R2能否提供保密通信的方式为：
[0016] 主信道与窃听信道信噪比之比是否大于给定的门限，如果是，则判定前一帧所用 分支能提供保密通信；反之则判定前一帧所用分支不能提供保密通信。
[0017] 优选地，认知中继R1所述主信道与窃听信道信噪比之比：
【主权项】
1. 一种双认知中继通信系统的保密传输方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 51 :如果前一帧使用认知中继R1链路进行数据通信，则进入步骤S2 ;如果前一帧使用 认知中继馬链路则进入步骤S3 ; 52 :估计当前帧中继&链路的信道参数，判断中继R 1链路能否提供保密通信，如果是， 则中继R1链路分支驻留，进入步骤S4 ;反之进行分支切换，估计当前帧中继R2链路的信道 参数，进入步骤S4; S3:估计当前帧中继馬链路的信道参数，判断中继R 2链路能否提供保密通信，如果是， 则中继R2链路分支驻留，进入步骤S4 ;反之进行分支切换，估计当前帧中继R1链路的信道 参数，进入步骤S4; S4 :源节点通过所选分支向目标节点传输保密数据直至完毕。
2. 根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述步骤S4中所述源节点向目标节 点传输数据包括： 当所选分支为中继R1链路时，源节点通过中继R :在两个时隙内向目标节点传输数据； 当所选分支为中继R2链路时，源节点通过中继1链路在两个时隙内向目标节点传输数 据。
3. 根据权利要求2所述的传输方法，其特征在于，所述判断认知中继R 1或R 2能否提供 保密通信的方式为： 主信道与窃听信道信噪比之比是否大于给定的门限，如果是，则判定前一帧所用分支 能提供保密通信；反之则判定前一帧所用分支不能提供保密通信。
4. 根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述中继R 1链路所述主信道与窃听 信道信噪比之比为：
其中ZziJi ?\ 分别表示中继R1与目标节点D、窃听节点E、主用户PU之间的 信道参数，Ip表示主用户能承受的最大干扰水平，σ 2表示高斯热噪声方差。
5. 根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述中继R 2链路所述主信道与窃听 信道信噪比之比为：
其中\、/?,￡、奴分别表示中继R2与目标节点D、窃听节点E、主用户PU之间的 信道参数。
6. 根据权利要求1~5任一项所述的传输方法，其特征在于，所述分支驻留是针对每一 帧的数据传输，如果不发生分支切换，仅需估计单条分支的信道参数。
【专利摘要】本发明公开了一种双认知中继通信系统的保密传输方法，包括以下步骤：S1：如果前一帧使用中继R1进行数据通信，则进入S2；如果前一帧使用中继R2链路则进入S3；S2：估计当前帧中继R1链路的信道参数，判断中继R1链路能否提供保密通信，如果是，则中继R1链路分支驻留，进入S4；反之进行分支切换，估计当前帧中继R2链路的信道参数，进入S4；S3：估计当前帧中继R2链路的信道参数，判断中继R2链路能否提供保密通信，如果是，则中继R2链路分支驻留，进入S4；反之进行分支切换，估计当前帧中继R1链路的信道参数，进入S4；S4：源节点通过所选分支向目标节点传输保密数据直至完毕。本发明能提供可靠保密的数据传输，降低了系统实现的复杂度。
【IPC分类】H04W12-02
【公开号】CN104853347
【申请号】CN201510227864
【发明人】范立生, 周雯, 李旭涛, 陈银东
【申请人】汕头大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月6日