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龙图腾网恭喜西安电子科技大学申请的专利一种毫米波联合中继转发与协作干扰的物理层安全传输方法、系统、设备及介质获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116634402B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310602565.6，技术领域涉及：H04W4/44；该发明授权一种毫米波联合中继转发与协作干扰的物理层安全传输方法、系统、设备及介质是由俱莹;高梓朋;刘雷;裴庆祺;王明阳;刘涛;梁军学;汪波设计研发完成，并于2023-05-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种毫米波联合中继转发与协作干扰的物理层安全传输方法、系统、设备及介质在说明书摘要公布了：一种毫米波联合中继转发与协作干扰的物理层安全传输方法、系统、设备及介质，方法步骤为：构建一个多用户毫米波车联网下行传输场景；对车辆通信过程建模；将构建车辆通信过程的下行传输过程分阶段描述，对每个阶段合法用户通信过程建模，计算过程中的信道容量；计算窃听车辆的信道容量；提出毫米波车联网下行通信场景下联合中继选择和干扰选择，以最大化所有用户总保密速率的优化问题；使用深度强化学习解决提出的最大化所有用户总保密速率的优化问题，设计深度强化学习中使用的环境状态、输入状态、输出动作、奖励设置和网络结构；给出深度强化学习算法流程；系统、设备及介质用于实现该方法；本发明保证安全通信前提下，最大化用户的通信容量。

本发明授权一种毫米波联合中继转发与协作干扰的物理层安全传输方法、系统、设备及介质在权利要求书中公布了：1.一种毫米波联合中继转发与协作干扰的物理层安全传输方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，构建一个多用户毫米波车联网下行传输场景，毫米波基站位于道路旁边，毫米波基站对行驶过程中的车辆进行通信，并对目标车辆的下行传输通信的传输方式和干扰车辆进行选择；所述步骤1的具体过程为：假设车辆行驶在道路上，道路上的车辆分为三类：目标车辆、中继车辆和窃听车辆，在每个服务周期内，毫米波基站通过Nt个正交波束向多用户传输信号，每个波束只服务于一辆车；车辆到达服从泊松分布，车辆到达时间间隔Δt服从负指数分布，概率密度函数用fΔt＝λe-Δt表示，其中λ为车辆平均到达率，通过调整λ模拟不同交通量的路况；模拟真实道路上建筑、绿化植物对通信的阻塞效应；毫米波基站对目标车辆的下行传输通信选择直接传输或中继传输方式，若毫米波基站已得知窃听车辆的数目与位置，毫米波基站在进行决策时通过中继传输和协作干扰来避免传输阻塞、减少路径损耗与减少窃听车辆的窃听信息速率，在每个传输时隙中，毫米波基站按照Nt个目标车辆依次选择各个车辆使用的传输波束，若直接传输链路被阻塞或者主瓣波束被窃听者窃听，毫米波基站选择目标车辆附近的友好车辆作为中继传输的节点进行信号传输，若直接传输链路的保密容量比中继传输链路的保密容量大时，毫米波基站选择直接将信号发向目标车辆；步骤2，对行驶过程中的车辆通信过程进行建模，确定发送方到接收方的信道增益；步骤3，基于步骤2所建立的模型对步骤1中所构建的车辆通信过程的下行传输过程分阶段描述，对每个阶段的合法用户的通信过程进行建模，每个阶段按照传输方式分类，计算合法用户直接传输和中继传输两阶段通信过程中的信道容量；所述步骤3的具体过程为：3.1，毫米波基站根据直接传输的通信链路的质量选择传输方式，当直接传输链路的保密容量比中继传输链路的保密容量小时，毫米波基站直接传输转换为中继传输，中继传输中使用的转发方式为放大转发，即假设毫米波基站在传输前通过身份验证已知窃听车辆的位置，未知窃听者会窃听哪一辆通信车辆，而无法设计方案使得被窃听波束绕过窃听车辆，则毫米波基站同时选择一辆靠近窃听者的空闲车辆对窃听者发送人工噪声，使用物理层安全的方法减少窃听信道的信道容量，以保证合法用户的安全传输；将中继传输分为第一阶段和第二阶段，直接传输分为第一阶段和第二阶段；下行干扰表示为： 其中，表示直接传输和中继传输下第一阶段的干扰，表示直接传输下第二阶段的干扰，μ[i′]为传输类型指示器，μ[i′]＝1表示第i′个目标车辆使用直接传输，μ[i′]＝0表示第i′个下行车辆使用中继传输，PB为毫米波基站的发射功率；3.2车辆到车辆通信V2V干扰，即中继传输的第二阶段干扰表示为： 其中，PV表示车辆的发射功率，ιk[i′]为中继传输指示器，ιk[i′]＝1表示选择第k个下行车辆作为中继向第i′个目标车辆转发信号，否则，ιk[i′]＝0；3.3对于中继传输的第一阶段接收到的干扰将被放大并转发到目标车辆，转发的干扰Iaf表示为： 其中，γ是中继传输时使用放大转发的通信增益；3.4来自干扰车辆的干扰表示为：Ij,ξ＝PVgj,ξGV,jGV,ξ,其中ξ∈{k,i}；Ij,ξ表示干扰车辆对ξ车辆的干扰；3.5得到直接传输和中继传输两阶段的干扰分别为： 其中，分别表示直接传输第一、第二阶段的传输干扰；分别表示中继传输第一、第二阶段的传输干扰；3.6分别得到下行传输通信和V2V传输通信的信噪比SINRs： 其中，σ2为噪声功率；表示下行传输第一阶段的信噪比，表示下行传输第二阶段的信噪比，表示第k辆中继车辆给第i辆目标车辆传输的信噪比；第i个目标车辆的信道容量Ci由以下公式给出： 其中，表示直接传输方式，表示第i个目标车辆由第k个下行车辆中继，W是带宽；步骤4，假设窃听者的窃听方式，假设窃听者具有强大的破解能力，窃听者与道路上的车辆一样，通过波束成形截获解密毫米波基站与中继车辆的通信控制信息，计算窃听车辆在每个通信阶段的通信过程，得到窃听车辆在过程中的信道容量，计算各个用户最终的保密容量；所述步骤4的具体过程为：4.1假设窃听者具有强大的破解能力，窃听者为位置随机的道路车辆，通过波束成形截获解密毫米波基站与中继车辆的通信控制信息，来提高窃听信道容量，窃听车辆会在下行传输通信中将波束主瓣对准毫米波基站以获得主瓣增益，V2V传输通信的中继传输阶段将主瓣对准中继车辆；对于窃听车辆而言，窃听者在一个服务周期内窃听一辆目标车辆，窃听车辆会受到其他目标车辆和干扰车辆的传输干扰，下行传输通信第一第二阶段干扰V2V传输通信干扰Iv,e、人工噪声干扰Ij,e和放大转发干扰Iaf,e表述为： Ij,e＝PVgj,eMVGV, 4.2对窃听者进行直接传输和中继传输的两阶段的干扰分析有： 其中，分别是窃听车辆窃听下行传输第一第二阶段时所受的干扰是窃听车辆窃听中继传输第二阶段时受到的干扰；分别得到窃听车辆窃听下行传输通信信噪比和监听V2V传输通信的信噪比 4.3推导出窃听信道的信道容量为： 其中，和分别表示直接传输和中继传输方式；定义Q＝{q[i],i＝1,2,3,…,Nt}，其中q[i]＝1表示第i个目标车辆被窃听车辆窃听，否则，q[i]＝0；由此得到第i个用户的保密速率Cs,i为：Cs,i＝max{0,Ci-q[i]Ce,i}；步骤5，根据步骤3构建的模型和步骤4中假设窃听者的窃听方式，建立毫米波车联网下行通信场景下联合中继选择和干扰选择，以最大化所有用户总保密速率的优化目标，将毫米波车联网下行通信场景下联合中继选择和干扰选择的优化目标建模为马尔科夫过程，使用深度强化学习来解决提出的最大化所有用户总保密速率的优化目标，构建深度强化学习中使用的环境状态、输入状态、输出动作、奖励设置和网络结构；步骤6，采用异步优势评论算法求解最大化所有用户总保密速率优化目标。

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