安全传输的方法及装置、电子设备和存储介质

1.本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种安全传输的方法及装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.近年来，速率分割多址(rsma)已被设想为未来无线网络的一种重要的下一代多址技术。rsma可以被视为下行链路多天线网络的一种更通用、更强大的多址接入，包括空分多址(sdma)和非正交多址(noma)作为特例，可以为网络频谱效率和能效增强提供空间。
3.由于无线信道的开放性，无线网络中的安全传输备受关注。现有研究已提出基于目的地和源的协同干扰方案，以混淆不受信任的用户和窃听者，能有效地保护目的地的安全。对于具有安全性和隐蔽性两种不同要求的新系统模型和信息论保密和隐蔽通信的联合方法也有研究。但由于协作速率分割(crs)中的所有用户都可以对公共流进行解码，因此如何确保私有消息的安全性是一个挑战。且现有研究中没有很好地探讨下行链路场景中全双工协作速率分割的安全问题，因此对于不可信中继，远端用户的隐私保护很有必要。


技术实现要素：

4.本公开提出了一种安全传输的方法及装置、电子设备和存储介质技术方案。
5.根据本公开的一方面，提供了一种安全传输的方法，包括：
6.将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；
7.分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；
8.根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；
9.根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；
10.基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。
11.优选地，所述确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率的方法，包括：
12.获取或确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比；
13.基于所述第一公共流信干噪比，确定所述第一用户在所述直接传输下解码公共流的第一公共流速率；以及/或，
14.所述确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比的方法，包括：
15.获取所述第一用户对应的衰落信道h1及自干扰信道h
si
、公共流的预编码向量pc、私有流的预编码向量pk、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率
16.基于所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述公共流的预编码向量、所
述私有流的预编码向量、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比。
17.优选地，所述确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率的方法，包括：
18.获取或确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比；
19.基于所述第二公共流信干噪比，分别确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下解码公共流的第二公共流速率；以及/或，
20.所述确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比的方法，包括：
21.获取所述第二用户对应的衰落信道h2、公共流的预编码向量pc及私有流的预编码向量pk；
22.基于所述第二用户对应的衰落信道、所述公共流的预编码向量及私有流的预编码向量确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比；以及/或，
23.所述确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二私有流速率的方法，包括：
24.获取或确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比；
25.基于所述第二私有流信干噪比，分别确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下解码公共流的第二私有流流速率；以及/或，
26.所述确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比的方法，包括：
27.获取所述第二用户对应的衰落信道h2、所述第一用户对应的第一私有流p1及所述第二用户对应的第二私有流p2；
28.基于所述第二用户对应的衰落信道、所述第一用户对应的第一私有流及所述第二用户对应的第二私有流，确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比。
29.优选地，所述确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的方法，包括：
30.获取或确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比；
31.基于所述窃听信噪比，确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；以及/或，
32.所述确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比的方法，包括：
33.获取所述第一用户对应的衰落信道h1及自干扰信道h
si
、所述第二用户对应的第二私有流p2、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率
34.基于所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比。
35.优选地，所述基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数的方法，包括：
36.获取设定权重值；
37.利用所述设定权重值、所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数；以及/或，
38.所述利用所述设定权重值、所述平均保密速率及所述最小公共速率构建的目标函数，表示为：所述设定权重值*所述平均保密速率+(1-所述设定权重值)*所述最小公共速率；其中，*表示相乘。
39.优选地，所述使所述目标函数最大的方法，包括：利用逐次凸逼近方法，使所述目标函数转化为凸优化目标函数，并使所述凸优化目标函数最大；以及/或，
40.还包括：获取所述目标函数对应的约束条件；
41.利用逐次凸逼近方法，使所述约束条件转化为所述凸优化目标函数对应的凸优约束条件；
42.在所述凸优约束条件下，使所述凸优化目标函数最大。
43.以及/或，
44.所述利用逐次凸逼近方法，使所述目标函数转化为凸优化目标函数的方法，包括：
45.获取所述平均保密速率及所述最小公共速率对应的所述第一用户的私有流速率的松弛变量、所述第二用户的私有流速率的松弛变量、所述第一用户的在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的松弛变量、所述第一用户的公共速率的松弛变量、所述第二用户的公共速率的松弛变量；
46.基于所述第一用户的私有流速率的松弛变量、所述第二用户的私有流速率的松弛变量、所述第一用户的在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的松弛变量、所述第一用户的公共速率的松弛变量、所述第二用户的公共速率的松弛变量，使所述目标函数转化为凸优化目标函数。
47.优选地，所述根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率的方法，包括：
48.所述第二私有流速率减去所述窃听速率,得到所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；以及/或，
49.所述第一用户与基站之间的距离小于所述第二用户与所述基站之间的距离；以及/或，
50.所述根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率的方法，包括：将所述第一公共流速率及所述第二公共流速率中最小的公共流速率配置为所述最小公共速率；以及/或，
51.还包括：确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率，并将所述第一私有流速率配置为所述目标函数的约束条件；以及/或，
52.所述确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率的方法，包括：
53.获取或确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比；
54.基于所述第一私有流信干噪比，确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率；以及/或，
55.所述确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比的方法，包括：
56.获取所述第一用户对应的衰落信道h1及自干扰信道h
si
、所述第一用户对应的第一私有流p1、所述第二用户对应的第二私有流p2、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率
57.基于所述获取所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第一用户对应的
第一私有流、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比。
58.根据本公开的一方面，提供了一种安全传输的装置，包括：
59.划分单元，用于将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；
60.第一确定单元，用于分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；
61.第二确定单元，用于根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；
62.第三确定单元，用于根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；
63.求解单元，用于基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。
64.根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，包括：
65.处理器；
66.用于存储处理器可执行指令的存储器；
67.其中，所述处理器被配置为：执行上述安全传输的方法。
68.根据本公开的一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述安全传输的方法。
69.在本公开实施例中，本公开提出了一种安全传输的方法及装置、电子设备和存储介质技术方案，解决全双工下具有不可信用户中继的crs网络中的反窃听问题。
70.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
71.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
72.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
73.图1示出根据本公开实施例的安全传输的方法的流程图；
74.图2示出根据本公开实施例的安全传输的模型框图；
75.图3为全双工协作rsma方案与其余基线方案中随着基站允许功率大小的变化曲线；
76.图4为全双工协作rsma方案与其余基线方案中随着变化曲线；
77.图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备800的框图；
78.图6是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。
具体实施方式
79.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
80.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
81.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
82.另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
83.可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。
84.此外，本公开还提供了安全传输的装置、电子设备、计算机可读存储介质、程序，上述均可用来实现本公开提供的任一种安全传输的方法，相应技术方案和描述和参见方法部分的相应记载，不再赘述。
85.图1示出根据本公开实施例的安全传输的方法的流程图，如图1所示，所述安全传输的方法，包括：步骤s101：将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；步骤s102：分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；步骤s103：根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；步骤s104：根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；步骤s105：基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。
86.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，研究了全双工合作速率分割多址(c-rsma)方案在下行链路多输入单输出(miso)系统中的性能。采用用户中继进一步提高传输速率并利用rs将私有流隐藏在公共流中，以确保私有流的安全。
87.为实现上述目的，本发明提出一种联合优化预编码向量、公共流分割和设备到设备的发射功率的算法，在该方案中，首先考虑一个全双工协作下行miso系统模型框架；其次为了防止远合法用户的弱用户(第二用户)u2被不可信用户中继的强用户(第一用户)u1窃听，最大化平均保密速率和最小公共速率rc的加权和，并将优化问题表示出来。其中平均保密速率为弱用户(第二用户)u2私有信息的平均保密速率，最小公共速率rc为公共流的可实现速率。最后为了有效地解决非凸问题，将其转化为基于逐次凸逼近(sca)的凸问题，并采用迭代算法进行求解。仿真结果表明，全双工协作速率分割比其他基线方案具有更好的性能，可以确保远端用户的安全。
88.步骤s101：将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段。
89.在本公开的实施例中，所述第一用户与基站之间的距离小于所述第二用户与所述基站之间的距离。
90.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，利用全双工协作下行链路多输入单输出系统对远端用户进行协作通信，将远端用户划分为强用户(第一用户)及弱用户(第二用户)。
91.图2示出根据本公开实施例的安全传输的模型框图。如图2所示，全双工协作下行miso系统，包括：基站(bs)和两个用户组成，用表示。考虑最坏的情况，附近的用户1作为一个不受信任的用户中继来协助bs将公共消息传输给用户2。这种情况可能出现在无线网络中，bs需要根据用户的安全级别和用户的距离来调整通信协议。在该模型中，假设基站配备nt发射天线，每个用户配备单天线。将用户1表示为强用户(第一用户)，将用户2(第二用户)表示为弱用户。其中，强用户比弱用户更靠近基站，信道条件更好。
92.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，定义来表示用户k和bs之间的瑞利衰落信道条件，其中是复空间的集合。此外用户k对应的高斯白噪声是复空间的集合。此外用户k对应的高斯白噪声表示均值为零，方差为1的加性高斯白噪声(awgn)函数。表示强用户和弱用户之间的信道增益。最后，h
si
表示强用户由于全双工通信而产生的自干扰(si)信道，pd表示强用户的功率预算。
93.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，将两用户(强用户及弱用户)c-rsma的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段。两用户c-rsma的传输模式分为直接传输和合作传输，具体如下。
94.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，直接传输：基站将针对强用户和弱用户的消息分成公共流和私有流。然后，将两个用户的公共部分编码到一个公共流中，而私有流被单独编码。之后，再应用线性预编码后，基站传输公共流和私有流。根据rsma原理，首先由强用户解码叠加的公共流，然后强用户将公共流从接收信号中删除以解码自己的私有流。
95.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，协作传输:强用户通过终端直通信道将解码后的公共数据流(公共流)转发给弱用户。然后，弱用户将接收到的来自基站的信号与来自强用户的信号合并，得到总的接收信号，并对公共流进行解码。然后，弱用户应用连续干扰消除从总的接收信号中去除公共流来解码自己的私有流。
96.步骤s102：分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率。
97.在本公开的实施例及其他可能的实施例中，利用rsma进行公共流速率、私有流速率和平均保密速率分析。
98.遵循rsma原则，在两个用户的场景中，bs首先将强用户u1的信息w1分成公共部分w
c,1
和私有部分w
p,1
。类似地，对于弱用户u2，其请求的信息w2被分为公共部分w
c,2
和私有部分w
p,2
。之后，公用信息w
c,1
和w
c,2
被联合编码到所有用户可共享的公用流sc中。与此同时，w
p,1
和w
p,2
分别独立编码为私有流s1和s2。在此基础上，bs传输的总数据流可表示为s＝[sc,
s1,s2]
t
。预编码矩阵为其中为公共流的预编码向量，分别为私有流s1和s2的私有流预编码向量。最后发射的信号x可以用s表示为：
[0099]
x＝scpc+s1p1+s2p2ꢀꢀꢀ
(1)。
[0100]
其中,bs的传输功率受tr(pph)≤p
t
的限制。(
·
)
t
表示向量或矩阵的转置，(
·
)h表示向量或矩阵的共轭转置，p
t
表示基站的发射功率。
[0101]
假设bs已知每个用户的信道状态信息。在直接传输时，在强用户u1处接收到的信号可以表示为：
[0102][0103]
其中，表示强用户u1及弱用户u2之间的终端直通传输中继功率，h1为强用户u1的瑞利衰落信道。表示从强用户u1到弱用户u2延迟的公共流,其中，i表示第i个时隙，τ表示在强用户处解码延迟的公共流的处理时间。值得注意的是，与一个时隙的持续时间相比，τ微不足道。可以认为此外，是由于强用户u1传输解码后的公共流产生的si自干扰信号。n1指强用户u1处的加性高斯白噪声。
[0104]
在本公开的实施例中，所述确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率的方法，包括：获取或确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比；基于所述第一公共流信干噪比，确定所述第一用户在所述直接传输下解码公共流的第一公共流速率。
[0105]
其中，所述确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比的方法，包括：获取所述第一用户对应的衰落信道h1及自干扰信道h
si
、公共流的预编码向量pc、私有流的预编码向量pk、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率基于所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述公共流的预编码向量、所述私有流的预编码向量、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比。
[0106]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，强用户u1在接收到信号后，首先将所有私有流视为干扰，对公共流sc进行解码。在此基础上，强用户u1解码公共流sc时可达到的数据速率(第一公共流速率)可表示为:
[0107]rc,1
＝log2(1+ξ
c,1
)
ꢀꢀꢀ
(3)。
[0108]
其中，强用户u1的公共流sc对应的公共流信干噪比为其中，h
si
表示强用户u1由于全双工通信而产生的自干扰(si)信道。
[0109]
在本公开的实施例中，还包括：确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率，并将所述第一私有流速率配置为所述目标函数的约束条件。其中，所述确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率的方法，包括：获取或确定所述第一用户的私
有流对应的第一私有流信干噪比；基于所述第一私有流信干噪比，确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率。
[0110]
其中，所述确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比的方法，包括：获取所述第一用户对应的衰落信道h1及自干扰信道h
si
、所述第一用户对应的第一私有流p1、所述第二用户对应的第二私有流p2、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率基于所述获取所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第一用户对应的第一私有流、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比。
[0111]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，强用户u1在解码私有流时，首先通过连续干扰消除技术消除解码后的公共流，然后将其他用户的私有流视为干扰，解码自己的私有消息。因此，强用户u1解码其私有流s1的可实现速率(第一私有流速率)可以表示为:
[0112]rp,1
＝log2(1+ξ
p,1
)
ꢀꢀꢀ
(4)。
[0113]
其中，强用户u1的私有流s1对应的第一私有流信干噪比
[0114]
在本公开的实施例中，所述确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率的方法，包括：获取或确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比；基于所述第二公共流信干噪比，分别确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下解码公共流的第二公共流速率。
[0115]
在本公开的实施例中，所述确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比的方法，包括：获取所述第二用户对应的衰落信道h2、公共流的预编码向量pc及私有流的预编码向量pk；基于所述第二用户对应的衰落信道、所述公共流的预编码向量及私有流的预编码向量确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比。
[0116]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，另一方面，由于工作在全双工，弱用户u2在同一个时隙接收到两个信号，一个来自bs(由于直接传输)，另一个来自强用户(由于合作传输)。因此，弱用户处接收到的信号可表示为:
[0117][0118]
其中，h2为弱用户u2的瑞利衰落信道，h
1,2
表示强用户和弱用户之间的信道增益。n2指弱用户u2处加性高斯白噪声。
[0119]
假设弱用户u2有能力完全解码bs和强用户两个阶段传输(直通传输与协助传输)来的信号，而强用户则有能力完全解码接收到的信号。因此，这些接收信号可以通过最大比组合(mrc)技术进行适当的共相和合并。
[0120]
在弱用户u2处解码公共流sc的第二公共流信干噪比可记为弱用户u2解码公共流时可达到的数据速率(第二公共流速率)可以表示为
[0121]
[0122]
在本公开的实施例中，所述确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二私有流速率的方法，包括：获取或确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比；基于所述第二私有流信干噪比，分别确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下解码公共流的第二私有流流速率。
[0123]
在本公开的实施例中，所述确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比的方法，包括：获取所述第二用户对应的衰落信道h2、所述第一用户对应的第一私有流p1及所述第二用户对应的第二私有流p2；基于所述第二用户对应的衰落信道、所述第一用户对应的第一私有流及所述第二用户对应的第二私有流，确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比。
[0124]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，解码公共流后，使用连续干扰消除将其从接收的总信号中去除。
[0125]
因此弱用户u2解码其私有流的第二私有流信干噪比为可实现速率(第二私有流速率)可以表示为
[0126]rp,2
＝log2(1+ξ
p,2
)
ꢀꢀꢀ
(7)。
[0127]
在本公开的实施例中，所述确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的方法，包括：获取或确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比；基于所述窃听信噪比，确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率。
[0128]
在本公开的实施例中，所述确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比的方法，包括：获取所述第一用户对应的衰落信道h1及自干扰信道h
si
、所述第二用户对应的第二私有流p2、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率基于所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比。
[0129]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，而除了对弱用户u2进行协助传输之外，强用户u1作为不受信任的中继用户，可以通过连续干扰消除技术消除公共流sc和它自己的私有流s1。
[0130]
并且,在本公开的实施例及其他可能的实施例中，在强用户u1处可以弱用户u2解码的私有流s2的窃听信噪比(snr)可以被获得为因此窃听速率可表示为：
[0131]re,1,2
＝log2(1+ξ
e,1,2
)
ꢀꢀꢀ
(8)。
[0132]
步骤s103：根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率。
[0133]
在本公开的实施例中，所述根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率的方法，包括：所述第二私有流速率减去所述窃听速率,得到所述第二用户在协作传输下的平均保密速率。
[0134]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，所以将弱用户u2私有信息的平均保密速率表示如下
[0135][0136]
其中，[x]
+
＝max{x,0}。
[0137]
步骤s104：根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率。
[0138]
在本公开的实施例中，所述根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率的方法，包括：将所述第一公共流速率及所述第二公共流速率中最小的公共流速率配置为所述最小公共速率。
[0139]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，为了确保两个用户能够成功解码公共流，公共流的可实现速率sc应该是u1和u2用户公共速率间的最小值对应的最小公共速率，可以表示为rc＝min{r
c,1
,r
c,2
}。
[0140]
步骤s105：基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。
[0141]
在本公开的实施例中，所述基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数的方法，包括：获取设定权重值；利用所述设定权重值、所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数。
[0142]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，优化问题公式(目标函数)化。为了防止远合法用户弱用户u2被不可信用户中继强用户u1窃听，应该最大化平均保密速率和最小公共速率rc的加权和。此外，为了确保sc能够被强用户u1和弱用户u2成功解码，最小公共速率rc需要足够大。因此，目标为优化预编码矩阵p和用户uk(强用户u1及弱用户u2)对应的公共速率ck的分配以此最大化平均保密速率和最小公共速率rc的加权和。其中m为和rc之间的比重(设定权重值)，0≤m≤1。优化问题可以被表示出来。
[0143]
在本公开的实施例中，所述利用所述设定权重值、所述平均保密速率及所述最小公共速率构建的目标函数，表示为：所述设定权重值*所述平均保密速率+(1-所述设定权重值)*所述最小公共速率；其中，*表示相乘。
[0144]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，优化问题(目标函数)可以公式化如下：
[0145][0146]
在本公开的实施例中，还包括：获取所述目标函数对应的约束条件；利用逐次凸逼近方法，使所述约束条件转化为所述凸优化目标函数对应的凸优约束条件；在所述凸优约束条件下，使所述凸优化目标函数最大。
[0147]
所述目标函数对应的约束条件，如下：
[0148]
s.t.c1+c2≤rc,
ꢀꢀꢀ
(10b)
[0149][0150][0151]rp,1
≥r
1th
,
ꢀꢀꢀ
(10e)
[0152][0153]
tr(pph)≤p
t
,
ꢀꢀꢀ
(10g)
[0154][0155]
其中，c＝[c1,c2]。其中，c1,c2分别表示强用户u1及弱用户u2对应的公共速率；(10b)是两个用户的公共信息的速率的限制，及分别表示强用户u1对应的私有速率限值及弱用户u2对应的私有速率限值。(10c)和(10d)是为了提供两个用户的服务质量的保障(qos)。(10e)确保可以在u1处成功地解码其私有信息流，其中r
1th
是解码的阈值。(10f)体现了在强用户处的传输功率限制，其中pd表示强用户u1及弱用户u2之间传输功率；(10g)是bs的发射功率限制，p
t
表示基站的发射功率，(10h)表示该速率是非负的。
[0156]
在本公开的实施例中，所述使所述目标函数最大的方法，包括：利用逐次凸逼近方法，使所述目标函数转化为凸优化目标函数，并使所述凸优化目标函数最大。
[0157]
其中，在本公开的实施例中，所述利用逐次凸逼近方法，使所述目标函数转化为凸优化目标函数的方法，包括：获取所述平均保密速率及所述最小公共速率对应的所述第一用户的私有流速率的松弛变量、所述第二用户的私有流速率的松弛变量、所述第一用户的在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的松弛变量、所述第一用户的公共速率的松弛变量、所述第二用户的公共速率的松弛变量；基于所述第一用户的私有流速率的松弛变量、所述第二用户的私有流速率的松弛变量、所述第一用户的在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的松弛变量、所述第一用户的公共速率的松弛变量、所述第二用户的公共速率的松弛变量，使所述目标函数转化为凸优化目标函数。
[0158]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，利用逐次凸逼近方法解决凸优化问题，使所述目标函数转化为凸优化目标函数，并使所述凸优化目标函数最大。
[0159]
在本公开的实施例及其他可能的实施例中，由于式(10)是一个非凸问题，为了有效的解决它，所以利用逐次凸逼近方法(sca)。将它转换为如下问题。
[0160][0161][0162][0163]
α
p,1
≥r
1th
,
ꢀꢀꢀ
(11d)
[0164][0165]re,1,2
≤α
e,1,2
,
ꢀꢀꢀ
(11f)
[0166][0167][0168][0169]
其中，α＝[α
p,1
,α
p,2
,α
e,1,2
,α
c,1
,α
c,2
]定义为速率松弛变量；α
p,1
,α
p,2
,α
e,1,2
,α
c,1
,α
c,2
分别对应的强用户u1私有流速率的松弛变量、弱用户u2私有流速率的松弛变量、强用户u1在协作传输下对弱用户u2的窃听速率的松弛变量、强用户u1公共速率的松弛变量、弱用户u2公共速率的松弛变量。
[0170]
现在，问题等价于问题但在式(11e)、式(11f)、式(11g)中仍存在非凸性。因此，引入一个新的信干噪比松弛变量γ＝[γ
p,1
,γ
p,2
,γ
e,1,2
]；其中，γ
p,1
,γ
p,2
,γ
e,1,2
分别表示分别对应的强用户u1私有流速率的信干噪比的松弛变量、弱用户u2私有流速率的信干噪比的松弛变量、强用户u1在协作传输下对弱用户u2的窃听速率的信干噪比的松弛变量。因此，式(11e)、式(11f)为:
[0171]
log2(1+γ
p,1
)≥α
p,1
,
ꢀꢀꢀ
(12a)
[0172]
log2(1+γ
p,2
)≥α
p,2
,
ꢀꢀꢀ
(12b)
[0173]
log2(1+γ
e,1,2
)≤α
e,1,2
,
ꢀꢀꢀ
(12c)
[0174][0175][0176][0177]
其中，式(12c)和式(12d)、式(12e)依旧是非凸的，首先来优化式(12c),将其转换为如下形式
[0178][0179]
可以用一阶泰勒展开近似为
[0180][0181]
根据上述推导，式(12c)可以被写为
[0182][0183]
随后引入另一个干扰加噪声松弛变量表示私有流中的干扰加噪声项，式(12d)和式(12e)可进一步转化为:
[0184][0185][0186][0187]
类似地，引入ω＝{ω
c,k
}为公共流信干噪比松弛变量，分别表示公共流的sinr(信干噪比)，可以将(11g)中的非凸约束重写为
[0188]
log2(1+ω
c,1
)≥α
c,1
,
ꢀꢀꢀ
(15a)
[0189][0190][0191]
[0192][0193]
但是由于式(14a)和式(15c)的非凸性，问题仍然是非凸的，因此，使用泰勒近似并以迭代的方式线性化这些方程的非凸部分。
[0194]
其中，(14a)的左侧分别利用泰勒公式近似于两个初始点而(15c)分别利用泰勒公式近似于两个初始点。近似线性变换可给出:
[0195][0196][0197]
利用上述近似，问题可以转化为
[0198][0199]
式(10f)-(10h),(11b)-(11d),(11h),(12a),
[0200]
(12b),(12f),(13),(14b),(14c),(15a),(15b),(15d),(15e)
[0201]
安全传输的方法的执行主体可以是安全传输的装置，例如，安全传输的方法可以由终端设备或服务器或其它处理设备执行，其中，终端设备可以为用户设备(user equipment，ue)、移动设备、用户终端、终端、蜂窝电话、无绳电话、个人数字处理(personal digital assistant，pda)、手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备等。在一些可能的实现方式中，该安全传输的方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。
[0202]
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述安全传输的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
[0203]
另外，本公开提出了一种安全传输装置，所述的安全传输装置，包括：划分单元101，用于将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；第一确定单元102，用于分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；第二确定单元103，用于根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；第三确定单元104，用于根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；求解单元105，用于基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。
[0204]
在一些实施例中，本公开实施例提供的安全传输装置具有的功能或包含的模块可
以用于执行上文安全传输的方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
[0205]
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述安全传输的方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。
[0206]
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为上述安全传输的方法。电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
[0207]
本发明目的在于解决全双工下具有不可信用户中继的crs网络中的反窃听问题，探索了全双工下合作速率分割在蜂窝下行链路多输入单输出系统中的性能。为了在用户可实现的数据速率方面提高网络性能，允许强用户充当中继，以帮助弱用户进行传输。研究了基站预编码向量、公共流分割和强用户发射功率的联合优化，同时保证bs和强用户的功率预算。并开发了一种基于迭代逐次凸近似的低复杂度算法来解决公式化问题。
[0208]
利用matlab cvx进行仿真分析。通过大量的仿真对所提出的crs方案的性能进行了评估。模拟了为远端近端两个用户服务的场景，其都为单天线用户。其中基站配备nt＝4个天线。我们假设h
si
遵循复对称高斯随机变量，其均值为零，方差为即bs和强用户之间以及bs和弱用户之间的信道增益分布都符合准静态平坦瑞利衰落，从bs到u1、从bs到u2和从u1到u2的信道分别表示为h1、h2和h
1,2
。参数分别遵循和其中β控制两个用户之间相对于bs的信道强度差异。同样的，从u1到u2之间的信道h
12
遵循参数为的准静态平坦衰落瑞利信道。假设对比其余三种方案(1)全双工不协作rsma，(2)半双工协作rsma，(3)半双工不协作来证明所提全双工协作速率分割方案的性能。
[0209]
为验证本发明提出的全双工协作速率分割算法最大化安全速率的有效性，对算法利用cvx工具包进行仿真实验，并与基线方案算法进行对比。图3为全双工协作rsma方案与其余基线方案中随着基站允许功率大小的变化曲线，图4为全双工协作rsma方案与其余基线方案中随着变化曲线。
[0210]
从图3中可以看出，提出的协作rsma方案在最大化和rc的加权和即提高安全方面优于nrs方案。而全双工模式下性能又高于半双工性能。在基站允许功率为40dbm和45dbm时全双工协作rsma比起全双工不协作rsma，其性能分别提高了10％、11％左右。比起半双工的两种策略速率提升了几乎一倍。协作全双工rsma提高了rsma的整体性能，由于协作的方式，提高了远端条件较差用户的传输速率，因此提高了整体平均保密速率。
[0211]
在图4中可以看出所提出的fd crs整体优于其余方案。由于非协作的方案几乎不存在自干扰的问题，所以无论是工作在全双工还是半双工模式下，都基本为平稳的直线，而协作方案下的受自干扰影响较大。通过将从-20db增加到0db，可实现数据速率开始下降。这是因为随着的增加，给近端强用户带来了更多的干扰，影响到全双工模式的性能。对公共信息流和私有信息流都产生一定影响。因而，基站需要近端用户采用低功率传输，来
降低自干扰的影响。
[0212]
实验结果表明，传统的基线方案虽然也可以进行数据传输，但其所能达到的安全速率与本发明中的算法方案相比较，效果不够显著。本发明提出算法使远端用户的保密率和公共速率的加权和被最大化。仿真结果表明，crs比nrs具有更好的性能，可以确保远端用户的安全。
[0213]
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备800的框图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。
[0214]
参照图5，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(i/o)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
[0215]
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
[0216]
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0217]
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
[0218]
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
[0219]
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(mic)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
[0220]
i/o接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
[0221]
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
[0222]
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
[0223]
在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
[0224]
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。
[0225]
图6是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图6，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
[0226]
电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(i/o)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如windows servertm，mac os xtm，unixtm,linuxtm，freebsdtm或类似。
[0227]
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
[0228]
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
[0229]
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式
压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
[0230]
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
[0231]
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
[0232]
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
[0233]
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
[0234]
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
[0235]
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代
表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0236]
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种安全传输的方法，其特征在于，包括：将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率的方法，包括：获取或确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比；基于所述第一公共流信干噪比，确定所述第一用户在所述直接传输下解码公共流的第一公共流速率；以及/或，所述确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比的方法，包括：获取所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、公共流的预编码向量、私有流的预编码向量、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率；基于所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述公共流的预编码向量、所述私有流的预编码向量、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户的公共流对应的第一公共流信干噪比。3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率的方法，包括：获取或确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比；基于所述第二公共流信干噪比，分别确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下解码公共流的第二公共流速率；以及/或，所述确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比的方法，包括：获取所述第二用户对应的衰落信道、公共流的预编码向量及私有流的预编码向量；基于所述第二用户对应的衰落信道、所述公共流的预编码向量及私有流的预编码向量确定所述第二用户的公共流对应的第二公共流信干噪比；以及/或，所述确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二私有流速率的方法，包括：获取或确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比；基于所述第二私有流信干噪比，分别确定所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下解码公共流的第二私有流流速率；以及/或，所述确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比的方法，包括：获取所述第二用户对应的衰落信道、所述第一用户对应的第一私有流及所述第二用户对应的第二私有流；基于所述第二用户对应的衰落信道、所述第一用户对应的第一私有流及所述第二用户
对应的第二私有流，确定所述第二用户的私有流对应的第二私有流信干噪比。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的方法，包括：获取或确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比；基于所述窃听信噪比，确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；以及/或，所述确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比的方法，包括：获取所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率；基于所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户处以所述第二用户解码的私有流对应的窃听信噪比。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数的方法，包括：获取设定权重值；利用所述设定权重值、所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数；以及/或，所述利用所述设定权重值、所述平均保密速率及所述最小公共速率构建的目标函数，表示为：所述设定权重值*所述平均保密速率+(1-所述设定权重值)*所述最小公共速率；其中，*表示相乘。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述使所述目标函数最大的方法，包括：利用逐次凸逼近方法，使所述目标函数转化为凸优化目标函数，并使所述凸优化目标函数最大；以及/或，还包括：获取所述目标函数对应的约束条件；利用逐次凸逼近方法，使所述约束条件转化为所述凸优化目标函数对应的凸优约束条件；在所述凸优约束条件下，使所述凸优化目标函数最大。以及/或，所述利用逐次凸逼近方法，使所述目标函数转化为凸优化目标函数的方法，包括：获取所述平均保密速率及所述最小公共速率对应的所述第一用户的私有流速率的松弛变量、所述第二用户的私有流速率的松弛变量、所述第一用户的在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的松弛变量、所述第一用户的公共速率的松弛变量、所述第二用户的公共速率的松弛变量；基于所述第一用户的私有流速率的松弛变量、所述第二用户的私有流速率的松弛变量、所述第一用户的在协作传输下对所述第二用户的窃听速率的松弛变量、所述第一用户的公共速率的松弛变量、所述第二用户的公共速率的松弛变量，使所述目标函数转化为凸优化目标函数。7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据第二私有流速率及所述
窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率的方法，包括：所述第二私有流速率减去所述窃听速率,得到所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；以及/或，所述第一用户与基站之间的距离小于所述第二用户与所述基站之间的距离；以及/或，所述根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率的方法，包括：将所述第一公共流速率及所述第二公共流速率中最小的公共流速率配置为所述最小公共速率；以及/或，还包括：确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率，并将所述第一私有流速率配置为所述目标函数的约束条件；以及/或，所述确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率的方法，包括：获取或确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比；基于所述第一私有流信干噪比，确定所述第一用户在所述直接传输下的第一私有流速率；以及/或，所述确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比的方法，包括：获取所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第一用户对应的第一私有流、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率；基于所述获取所述第一用户对应的衰落信道及自干扰信道、所述第一用户对应的第一私有流、所述第二用户对应的第二私有流、所述第一用户及所述第二用户之间的终端直通传输中继功率，确定所述第一用户的私有流对应的第一私有流信干噪比。8.一种安全传输装置，其特征在于，包括：划分单元，用于将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；第一确定单元，用于分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；第二确定单元，用于根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；第三确定单元，用于根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；求解单元，用于基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大，以完成安全传输。9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。

技术总结
本公开涉及一种安全传输的方法及装置、电子设备和存储介质，涉及通信技术领域。所述的方法，包括：将第一用户及第二用户的传输模型划分为直接传输和协作传输两个阶段；分别确定所述第一用户在所述直接传输下的第一公共流速率及所述第二用户在所述直接传输及所述协作传输下对应的第二公共流速率及第二私有流速率，及确定所述第一用户在协作传输下对所述第二用户的窃听速率；根据第二私有流速率及所述窃听速率确定所述第二用户在协作传输下的平均保密速率；根据所述第一公共流速率及所述第二公共流速率确定最小公共速率；基于所述平均保密速率及所述最小公共速率构建目标函数，并使所述目标函数最大。本公开实施例可实现信息的安全传输。息的安全传输。息的安全传输。


技术研发人员：李世党 端思轶 魏明生
受保护的技术使用者：江苏师范大学
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/10/15