阳俐君，曹张华，张士兵，吉晓东

(1.南通职业大学 电子信息工程学院，江苏 南通 226007；2.南通大学 电子信息学院，江苏 南通 226019)



单窃听双跳协作网络的中继选择方案及其性能分析

阳俐君1，曹张华2，张士兵2，吉晓东2

(1.南通职业大学 电子信息工程学院，江苏 南通 226007；2.南通大学 电子信息学院，江苏 南通 226019)

研究了安全通信意义下，单向译码转发(decode-and-forward,DF)协作无线网络的中继选择问题。针对窃听者既能获得信源发出的信号，又能窃取中继节点转发数据的通信系统，提出了3种中继选择方案来对抗窃听者，增强系统物理层安全性。其中，方案一选择到窃听者信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)最小的中继节点；方案二为最大最小(max-min)选择方案，即选择信源到中继节点和中继节点到信宿的较差信噪比中最大值所对应的中继节点；方案三根据窃听信道和主信道的瞬时信道状态信息(channel state information, CSI)选择使得窃听网络有最大保密容量的中继节点。在对各方案的性能分析过程中，得到了各中继选择方案拦截概率的闭式表示，进一步对拦截概率作渐近分析，获得了各中继选择方案的分集阶数。具体地，方案一的分集阶数为1，另外2个中继选择方案的分集阶数均为中继节点个数M。数值结果验证了理论分析得到的结论。

中继选择；物理层安全性；译码转发；拦截概率；分集阶数

0　引　言

协作中继技术能够显著地提高通信系统的有效性、可靠性和稳健性。Laneman等[1]从协作分集的角度研究了无线网络的协作中继技术，结论表明单向译码转发(decode-and-forward,DF)协作和放大转发(amplify-and-forward, AF)协作机制可以提高通信系统的性能。……