本發(fā)明涉及協(xié)作中繼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，協(xié)作中繼技術(shù)得到了廣泛的重視和關(guān)注。將協(xié)作中繼技術(shù)應(yīng)用在無線通信領(lǐng)域，不但能夠有效地利用頻譜資源，還能提升通信的可靠性，降低信號(hào)發(fā)送功率，并且便于通信系統(tǒng)的規(guī)劃。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，協(xié)作中繼技術(shù)現(xiàn)已被ieee802.11s-wlan、802.16j-wman、802.20-mbwa等標(biāo)準(zhǔn)(http://www.ieee802.org)采納，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。

然而中繼轉(zhuǎn)發(fā)產(chǎn)生了能量損耗，能量存儲(chǔ)有限的中繼設(shè)備將會(huì)有應(yīng)用上的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中中繼設(shè)備應(yīng)用有限，提供了一種多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)，能夠應(yīng)對(duì)中繼設(shè)備額外的能量損耗。

一種多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：

多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)、基站以及竊聽節(jié)點(diǎn)；

所述多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)提供部分能量供所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行采集；

所述中繼節(jié)點(diǎn)基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)發(fā)至基站和竊聽節(jié)點(diǎn)；

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第一信噪比；

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第二信噪比；

根據(jù)所述第一信噪比和第二信噪比計(jì)算用戶節(jié)點(diǎn)到基站之間的安全容量；

選定安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)與所述中繼節(jié)點(diǎn)和基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)所述用戶節(jié)點(diǎn)為所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電。

進(jìn)一步地，根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第一信噪比，包括：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第三信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第四信噪比；

將所述第三信噪比和第四信噪比進(jìn)行相加，獲得第一信噪比。

進(jìn)一步地，所述第三信噪比通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第四信噪比通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第一信噪比通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，為第三信噪比，ps為用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsn,d為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至基站的直達(dá)鏈路，為第四信噪比，ε為中繼節(jié)點(diǎn)能量采集功率分流的參數(shù)，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,d為中繼節(jié)點(diǎn)與基站之間的鏈路，η為能量采集的轉(zhuǎn)化效率，σ為方差，σ²＝1，為第一信噪比。

進(jìn)一步地，根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第二信噪比，包括：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第五信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第六信噪比；

將所述第五信噪比和第六信噪比進(jìn)行相加，獲得第二信噪比。

進(jìn)一步地，所述第五信噪比通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第六信噪比通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第二信噪比通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，為第五信噪比，ps為用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsn,e為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至竊聽節(jié)點(diǎn)的直達(dá)鏈路，為第六信噪比，ε為中繼節(jié)點(diǎn)能量采集功率分流的參數(shù)，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,e為竊聽節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路，η為能量采集的轉(zhuǎn)化效率，σ為方差，σ²＝1，為第二信噪比。

進(jìn)一步地，所述安全容量通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，為第一信噪比，為第二信噪比，為安全容量。

進(jìn)一步地，通過以下原則進(jìn)行最大安全容量的選擇：

其中，為安全容量，ps為用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsn,d為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至基站的直達(dá)鏈路，ε為中繼節(jié)點(diǎn)能量采集功率分流的參數(shù)，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,d為中繼節(jié)點(diǎn)與基站之間的鏈路，η為能量采集的轉(zhuǎn)化效率，ε為方差，ε²＝1，hsn,e為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至竊聽節(jié)點(diǎn)的直達(dá)鏈路，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,e為竊聽節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路。

一種多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括服務(wù)器、基站、中繼節(jié)點(diǎn)、竊聽節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)；

所述多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)用于發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)、基站以及竊聽節(jié)點(diǎn)，并提供部分能量供所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行采集；

所述中繼節(jié)點(diǎn)基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)發(fā)至基站和竊聽節(jié)點(diǎn)；

所述服務(wù)器用于加載存儲(chǔ)的多條指令并執(zhí)行：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第一信噪比；

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第二信噪比；

根據(jù)所述第一信噪比和第二信噪比計(jì)算用戶節(jié)點(diǎn)到基站之間的安全容量；

選定安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)；

所述安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)用于與所述中繼節(jié)點(diǎn)和基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)為所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器還用于執(zhí)行：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第三信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第四信噪比；

將所述第三信噪比和第四信噪比進(jìn)行相加，獲得第一信噪比。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器還用于執(zhí)行：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第五信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第六信噪比；

將所述第五信噪比和第六信噪比進(jìn)行相加，獲得第二信噪比。

本發(fā)明提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)，通過中繼對(duì)接收的能量進(jìn)行采集，減少了中繼對(duì)能量的額外消耗，同時(shí)還可以充分利用系統(tǒng)的分集增益，隨著用戶數(shù)的增加能迅速提升系統(tǒng)的安全性能，將增強(qiáng)多用戶安全能量采集中繼網(wǎng)絡(luò)的適用性，并為未來無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和性能提升提供理論支撐。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法一種實(shí)施例的流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法中在matlab仿真環(huán)境下的安全中斷概率隨主信道和竊聽信道的平均強(qiáng)度比(mer)變化曲線示意圖。

圖3為發(fā)明提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法中matlab仿真環(huán)境下的安全中斷概率隨合法用戶數(shù)變化曲線示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例一

參考圖1，本實(shí)施例提供一種多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：

步驟s101，多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)、基站以及竊聽節(jié)點(diǎn)；

步驟s102，所述多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)提供部分能量供所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行采集；

步驟s103，中繼節(jié)點(diǎn)基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)發(fā)至基站和竊聽節(jié)點(diǎn)；

步驟s104，根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第一信噪比；

步驟s105，根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第二信噪比；

步驟s106，根據(jù)所述第一信噪比和第二信噪比計(jì)算用戶節(jié)點(diǎn)到基站之間的安全容量；

步驟s107，選定安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)與所述中繼節(jié)點(diǎn)和基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)所述用戶節(jié)點(diǎn)為所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電。

具體地，每個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)、基站以及竊聽節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(af協(xié)議)對(duì)該導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行放大處理，轉(zhuǎn)發(fā)至基站和竊聽節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，基站采用最大比合并技術(shù)合并用戶節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的導(dǎo)頻信號(hào)。計(jì)算基站接收信噪比，即第一信噪比。

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第一信噪比，包括：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第三信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第四信噪比；

將所述第三信噪比和第四信噪比進(jìn)行相加，獲得第一信噪比。

具體地，第三信噪比通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第四信噪比通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第一信噪比通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，為第三信噪比，ps為用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsn,d為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至基站的直達(dá)鏈路，為第四信噪比，ε為中繼節(jié)點(diǎn)能量采集功率分流的參數(shù)，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,d為中繼節(jié)點(diǎn)與基站之間的鏈路，η為能量采集的轉(zhuǎn)化效率，ε為方差，σ²＝1，為第一信噪比。

進(jìn)一步地，竊聽節(jié)點(diǎn)采用最大比合并技術(shù)合并用戶節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的導(dǎo)頻信號(hào)。計(jì)算竊聽節(jié)點(diǎn)接收信噪比，即第二信噪比。

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第二信噪比，包括：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第五信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第六信噪比；

將所述第五信噪比和第六信噪比進(jìn)行相加，獲得第二信噪比。

第五信噪比通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第六信噪比通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

所述第二信噪比通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，為第五信噪比，ps為用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsn,e為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至竊聽節(jié)點(diǎn)的直達(dá)鏈路，為第六信噪比，ε為中繼節(jié)點(diǎn)能量采集功率分流的參數(shù)，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,e為竊聽節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路，η為能量采集的轉(zhuǎn)化效率，σ為方差，σ²＝1，為第二信噪比。

進(jìn)一步地，根據(jù)安全容量定義，所述安全容量通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，為第一信噪比，為第二信噪比，為安全容量。

根據(jù)最大化系統(tǒng)安全容量原則，通過窮舉法，選定一個(gè)與基站對(duì)應(yīng)安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全數(shù)據(jù)通信，其他用戶節(jié)點(diǎn)保持靜默，具體通過以下原則進(jìn)行最大安全容量的選擇：

其中，為安全容量，ps為用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsn,d為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至基站的直達(dá)鏈路，ε為中繼節(jié)點(diǎn)能量采集功率分流的參數(shù)，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,d為中繼節(jié)點(diǎn)與基站之間的鏈路，η為能量采集的轉(zhuǎn)化效率，σ為方差，σ²＝1，hsn,e為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至竊聽節(jié)點(diǎn)的直達(dá)鏈路，hsn,r為第n個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路，hr,e為竊聽節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路。

選定的用戶節(jié)點(diǎn)與基站和中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全數(shù)據(jù)傳輸，以固定速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電，直到數(shù)據(jù)傳輸完畢。

進(jìn)一步地，在matlab仿真環(huán)境下，使用蒙特卡洛計(jì)算機(jī)仿真本發(fā)明所提方法的安全中斷概率。在仿真實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間鏈路服從瑞利衰落，主信道直達(dá)鏈路的平均強(qiáng)度為1，兩跳中繼鏈路的平均強(qiáng)度為16，而用戶到竊聽節(jié)點(diǎn)以及中繼到竊聽節(jié)點(diǎn)信道鏈路的平均強(qiáng)度相等，用戶的發(fā)送功率ps＝10db。系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)處加性高斯白噪聲的均值為零，方差為1。系統(tǒng)的目標(biāo)安全數(shù)據(jù)傳輸速率為1bps/hz，相應(yīng)的門限γth＝3，功率分流因數(shù)ε＝0.5，中繼能量采集效率η＝20％?？紤]到信道與噪聲的隨機(jī)性，獨(dú)立運(yùn)行10⁹次循環(huán)并對(duì)結(jié)果取平均。

對(duì)于每一次循環(huán)，執(zhí)行本實(shí)施例中的步驟s101-步驟s107。

本實(shí)施例中的安全中斷概率定義為：

其中prob(x)表示事件x發(fā)生的概率。

參考圖2，圖2為用戶數(shù)n＝3時(shí)，mer在0～25db的范圍內(nèi)，本實(shí)施例提供的方法和基站基于最大接收信噪比選定用戶的方法的安全中斷概率仿真曲線。對(duì)比可以看出，本實(shí)施例提供的方法通過最大化基站與合法用戶之間的端到端安全容量，能夠充分利用竊聽信道的信息，提升系統(tǒng)的安全性能，安全中斷性能優(yōu)于基于最大接收信噪比方法。

參考圖3，圖3為當(dāng)mer＝30db時(shí)，總用戶數(shù)n在1～10范圍內(nèi)，本實(shí)施例所提方法和基于最大接收信噪比方法的安全中斷概率仿真曲線。對(duì)比可以看出，隨著用戶數(shù)的增加，本實(shí)施例所提方法的安全中斷概率迅速變小，系統(tǒng)傳輸?shù)陌踩阅苎杆偬嵘?/p>

綜上，本實(shí)施例提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸方法，通過中繼對(duì)接收的能量進(jìn)行采集，減少了中繼對(duì)能量的額外消耗，同時(shí)還可以充分利用系統(tǒng)的分集增益，隨著用戶數(shù)的增加能迅速提升系統(tǒng)的安全性能，將增強(qiáng)多用戶安全能量采集中繼網(wǎng)絡(luò)的適用性，并為未來無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和性能提升提供理論支撐。

實(shí)施例二

參考圖4，本實(shí)施例提供一種多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括服務(wù)器101、基站102、中繼節(jié)點(diǎn)103、竊聽節(jié)點(diǎn)104以及多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)105；

多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)105用于發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)至中繼節(jié)點(diǎn)103、基站102以及竊聽節(jié)點(diǎn)104，并提供部分能量供中繼節(jié)點(diǎn)104進(jìn)行采集；

中繼節(jié)點(diǎn)103基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)發(fā)至基站102和竊聽節(jié)點(diǎn)104；

服務(wù)器101用于加載存儲(chǔ)的多條指令并執(zhí)行：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第一信噪比；

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第二信噪比；

根據(jù)所述第一信噪比和第二信噪比計(jì)算用戶節(jié)點(diǎn)到基站之間的安全容量；

選定安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)；

所述安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)用于與所述中繼節(jié)點(diǎn)和基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)為所述中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電。

進(jìn)一步地，服務(wù)器101還用于執(zhí)行：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第三信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到基站的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第四信噪比；

將所述第三信噪比和第四信噪比進(jìn)行相加，獲得第一信噪比。

進(jìn)一步地，101服務(wù)器還用于執(zhí)行：

根據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第五信噪比；

根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到竊聽節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算第六信噪比；

將所述第五信噪比和第六信噪比進(jìn)行相加，獲得第二信噪比。

服務(wù)器101還用于計(jì)算安全容量。

具體的計(jì)算方法請(qǐng)參考實(shí)施例一，在此不再贅述。

根據(jù)最大化系統(tǒng)安全容量原則，通過窮舉法，選定一個(gè)與基站對(duì)應(yīng)安全容量最大的用戶節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全數(shù)據(jù)通信，其他用戶節(jié)點(diǎn)保持靜默。

選定的用戶節(jié)點(diǎn)與基站和中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全數(shù)據(jù)傳輸，以固定速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電，直到數(shù)據(jù)傳輸完畢。

本實(shí)施例提供的多用戶能量采集協(xié)作網(wǎng)絡(luò)物理層的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過中繼對(duì)接收的能量進(jìn)行采集，減少了中繼對(duì)能量的額外消耗，同時(shí)還可以充分利用系統(tǒng)的分集增益，隨著用戶數(shù)的增加能迅速提升系統(tǒng)的安全性能，將增強(qiáng)多用戶安全能量采集中繼網(wǎng)絡(luò)的適用性，并為未來無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和性能提升提供理論支撐。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。