通信学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (1): 76-82.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2017009

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基于用户配合的全双工蜂窝系统保密传输方案

康小磊,季新生,夏路,黄开枝   

  1. 国家数字交换系统工程技术研究中心，河南 郑州 450002
  • 修回日期:2016-11-18 出版日期:2017-01-01 发布日期:2017-01-23
  • 作者简介:康小磊（1986-），男，陕西咸阳人，国家数字交换系统工程技术研究中心博士生，主要研究方向为无线物理层安全、D2D通信等。|季新生（1968-），男，江苏南通人，国家数字交换系统工程技术研究中心教授、博士生导师，主要研究方向为移动通信网络、拟态安全等。|夏路（1989-），男，安徽庐江人，国家数字交换系统工程技术研究中心助理研究员，主要研究方向为无线移动通信。|黄开枝（1973-），女，安徽滁州人，国家数字交换系统工程技术研究中心教授、博士生导师，主要研究方向为移动通信网络、物理层安全等。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61379006);国家自然科学基金资助项目(61401510);国家自然科学基金资助项目(61471396);国家自然科学基金资助项目(61501516);国家自然科学基金资助项目(61521003);国家高技术研究发展计划（“863”计划）基金资助项目(2014AA01A704)

Full duplex secret transmission scheme based on user cooperation

Xiao-lei KANG,Xin-sheng JI,Lu XIA,Kai-zhi HUANG   

  1. China National Digital Switching System Engineering ＆ Technological R＆D Center,Zhengzhou 450002,China
  • Revised:2016-11-18 Online:2017-01-01 Published:2017-01-23
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(61379006);The National Natural Science Foundation of China(61401510);The National Natural Science Foundation of China(61471396);The National Natural Science Foundation of China(61501516);The National Natural Science Foundation of China(61521003);The National High Technology Research and Development Program of China (863 Program)(2014AA01A704)

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摘要：

全双工人工噪声机制在干扰功率持续增加时性能提升受限，并且损失了双工增益。针对上述2个问题，提出一种基于用户配合的全双工蜂窝系统保密传输方案，半双工的用户上行发送的同时，与其配合的用户可以进行下行发送。蜂窝基站使用全双工技术实现配合用户的干扰消除，并且采用部分功率发送人工噪声干扰窃听者。在此基础上以最大化系统保密速率为目标，设计下行用户期望信号矢量与人工噪声波束矢量；并且利用一维线性搜索获得最优功率配比。仿真结果表明，参考RS-ref方法和HD方法，所提方法能获得的系统保密速率呈线性增长，并且能够获得全双工增益。

关键词: 保密通信, 同时同频全双工, 用户配合, 人工噪声, 功率分配

Abstract:

Full-duplex artificial noise scheme can achieve a limited improvement while the interference power keeps increasing and the full-duplex gain is null.To solve these two problems,a full-duplex secure transmission scheme based on user cooperation was proposed,in which the full-duplex receiver used partial power to send artificial noise,and transmitted the downlink signal by the remaining power to the user who shared the same frequency.In order to maximize the system secrecy rate,the beam vector of the desired signal and the artificial noise were designed.Besides,the optimal power allocation factor was obtained by one-dimensional search simply.Simulation results show that compared with the RS-ref and HD methods,the proposed method can achieve an approximate linear growth in high power and can obtain the full-duplex gain.

Key words: secret communication, co-frequency co-time full duplex, user coordination, artificial noise, power allocation

中图分类号: 

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