CN114598397B - 窃听环境下基于能量收集中继混合rf/fso系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法，系统包括源节点、窃听者、能量受限中继和目的地节点，其中，所述能量受限中继和窃听者均接收源节点发送的信号，能量受限中继还向窃听者发送干扰信号；所述目的地节点接收能量受限中继发送的信号；所述源节点发送含有保密信息的RF信号，该RF信号同时传递信息和能量；所述能量受限中继包括能量收集器、信息接收器和中继协作干扰机。本发明在混合RF/FSO系统中，采用一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及安全传输方法，大大改善了混合RF/FSO系统通信的安全性能。

Description

窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，特别涉及一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法。

背景技术

随着无线通信技术飞速发展，频谱资源的需求也呈爆发增长之势，频谱资源稀缺问题开始备受重视。射频通信作为传统的通信技术，虽然依旧是通信首选，但它的发展受制于其自身的一些问题，包括有限的数据速率、许可频谱、干扰等。自由空间光通信(Free-space optical,FSO)也称为大气光通信，具有免费许可证、保密性、低成本和高带宽等优点。但是易受到指向误差和各种环境因素影响，也不适用于远距离通信。为解决上述问题，混合RF/FSO系统被提出，具有高容量、可扩展和低成本等优点，被认为是一种独具优势的通信模型。物理层安全性最近被提出作为提供安全无线通信的密码学方法的补充。保密是通过利用无线通信系统的物理层属性，特别是干扰和衰落来实现的。在过去的十年中，已经研究了几种重要的物理层安全技术。受无保密约束的协作通信的启发，用户协作是一种很有前途的提高保密性能的策略。在许多无线网络应用中，移动性的限制或其他限制，导致通信节点无法连接到电力线。从而使它们的寿命通常受到存储在电池中的能量的限制。为了弥补这个缺点，能量收集被认为是一种非常有前途的方法，传统的能源收集方法依赖于环境中的各种可再生能源，如太阳能、振动、热电和风能，因此通常是无法控制的。对于无线通信环境，从射频(RF)信号中获取能量最近引起了极大的关注。

无线能量传输(Wireless Power Transfer)是对能量受限无线网络的研究一种新的能量收集解决方案。一般来说，其核心思想是无线节点可以捕获源节点发送的射频信号，并将其转换成直流电来为电池充电，然后将其用于信号处理或传输。能量收集无线协作中继从物理层安全角度来讲，是一种发射干扰信号对窃听者进行干扰，可以降低窃听者的信噪比，且对合法接收者的影响很小或者没有，就可以有效提高系统的安全性能。

无线携能通信网络可以保证系统传输保密信息的安全性，多天线中继在接受转发信息时发射人工噪声对窃听节点进行干扰。在满足节点传输功率和中继节点收集能量的约束条件下，采用破零技术消除自干扰，从而中继不会受到干扰机的发射干扰信号的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统，包括源节点、窃听者、能量受限中继和目的地节点，其中，所述能量受限中继和窃听者均接收源节点发送的信号，能量受限中继还向窃听者发送干扰信号；所述目的地节点接收能量受限中继发送的信号；

所述源节点发送含有保密信息的RF信号，该RF信号同时传递信息和能量；

所述能量受限中继包括能量收集器、信息接收器和中继协作干扰机。

优选地，所述中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线，能量收集器收集源节点提供的能量，中继协作干扰机利用收集到的能量发射干扰信号给窃听者。

优选地，所述信息接收器接收源节点发送的含有保密信息的RF信号，信息接收器包括若干个接收天线和单个发射孔径，通过FSO链路发送给目的地节点。

优选地，所述源节点和所述能量受限中继之间的通过服从Nakagami-m分布的RF链路传输信号，所述窃听者和所述源节点之间通过服从Nakagami-m分布的RF链路传输信号，所述能量受限中继和所述目的地节点之间通过服从M衰落分布的FSO链路传输信号。

优选地，所述能量受限中继接收到的信号表示为：

其中，分别为源节点对能量受限中继的传输信号和能量收集信号，P_S是源节点发射功率，x_SR为源节点的归一化信号，h_SR表示源节点到能量受限中继通信链路的衰减因子，d_SR代表源节点到能量受限中继的距离，τ是路径损耗指数，n_R表示中继协作干扰机处均值为零、方差为/>的加性高斯白噪声。

优选地，当忽略噪声的存在时，由可知当忽略噪声的存在时，获得能量E_R表示为：

其中，T是用于能量收集和发射干扰的设计总时间块，ζ是中继将射频信号转换为直流电的能量转换效率。

优选地，由于中继具有多条干扰发射天线N_J，使用人工干扰生成方法，干扰机生成一个零空间正交基的N_J×(N_J-1)矩阵W，其中向量χ具有(N_J-1)个归一化方差的独立同分布复高斯随机元素，干扰机发送Wχ作为干扰信号，

在中继协作干扰机作用下，窃听者处接收到的信号可以表示为：

其中，h_SE和h_RE分别是源节点到窃听者通信链路和能量受限中继到窃听者通信链路衰减因子，P_R是能量受限中继发射功率，d_SE代表源节点到窃听者的距离，d_RE代表能量受限中继到窃听者的距离，τ是路径损耗指数，n_E表示窃听者处均值为零、方差为的加性高斯白噪声。

优选地，所述源节点与能量受限中继之间的所有RF链路都服从Nakagami-m衰落分布，RF链路瞬时信噪比γ_k的概率密度函数和累计分布函数分别为：

k∈{SR,SE,RE},其中m_k是衰落参数，N_SR、N_SE和N_RE分别是能量受限中继接收天线、源节点发射天线和能量受限中继干扰发射天线， 三者分别为各自信道间的平均功率信道增益，λ_SR、λ_RE和λ_SE分别是源节点到能量受限中继、能量受限中继到窃听者和源节点到窃听者通信链路的平均信噪比，/>和/>分别是中继和窃听者加性高斯白噪声的方差。

优选地，利用公式(3)、(4)和(5)，得到瞬时信噪比γ_SRE的累积分布函数为：

对(6)表示的CDF进行求导操作，得到对应的PDF为：

所述能量受限中继与目的地节点之间服从M分布衰落模型FSO链路，FSO链路的瞬时信噪比γ为：

瞬时信噪比γ概率密度函数为：

其中，μ_r为FSO链路平均信噪比，

其中，g是指向误差参数，α是一个在散射过程中关于大尺度单元有效数量的正参数，β是一个自然数，表示衰落参数的值，与小尺度涡流产生的衍射效应有关，ξ_g是经典散射分量的平均功率，Ω'表示相干平均功率，m是上述公式求和符号下界变量。

基于上述目的，本发明还提供了一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO方法，包括以下步骤：

S10，源节点对能量受限中继发送含有保密信息的RF信号，RF信号同时传递信息和能量，并且源节点提供可持续、可控制的电源；

S20，窃听者位于能量受限中继附近，来窃听源节点发送的保密信息；

S30，能量受限中继采用无线携能通信技术，源节点同时发送能量和信息分别给能量收集器和信息接收器，中继协作干扰机利用收获到的能量发射干扰信号干扰窃听者；

S40，能量受限中继将接收到的保密信息进行转换为光信号，然后存在指向误差的情况下通过FSO链路发送给目的地节点；

其中，能量受限中继采用功率分流器结构将收到的源节点发射的信号分成两个部分，一部分用于传输信息存储在信息接收器中，另一部分作为能量收集信号存储在能量收集器中，能量收集器将收集到的能量给中继协作干扰机发射干扰信号来干扰窃听者通信，降低窃听者的通信质量；

所述中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线，发射的人工噪声均匀的分布在零空间中，保证目的地节点不受人工干扰的影响，同时也能损害窃听者的信道质量；

所述窃听者受到中继协作干扰机发射的人工噪声干扰，降低窃听者的通信质量，而中继协作干扰机发射的人工噪声提高整个系统的保密速率；

所述能量受限中继接受来自源节点的RF信号，并采用副载波强度调制方式将RF信号转换为FSO信号，再通过单个发射孔径经FSO链路至目的地节点。

与现有技术相比，本发明公开的窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及方法，源节点首先对能量受限的中继节点发送含有保密信息的RF信号，RF信号能够同时传递信息和能量，并且可以提供可持续、可控制的电源。窃听者位于中继节点附近，来窃听源节点发送的保密信息。能量采集技术旨在利用环境中的绿色能源，减少传统的能源消耗来保护环境，然后将获取的能量进行发射干扰信号干扰窃听者通信，使窃听者的通信质量降低，提高混合系统的物理层的安全性能。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明实施例窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统的结构示意图；

图2为本发明实施例窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统的能量受限中继的功率分流接受机结构示意图；

图3为本发明实施例窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统在窃听者受到不同λ_RE下的安全中断概率数值仿真和蒙特卡罗验证图；

图4为本发明实施例窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统在窃听者受到不同λ_RE下的平均保密容量的数值仿真和蒙特卡罗验证图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

系统实施例参见图1，包括源节点、窃听者、能量受限中继和目的地节点，其中，所述能量受限中继和窃听者均接收源节点发送的信号，能量受限中继还向窃听者发送干扰信号；所述目的地节点接收能量受限中继发送的信号；

源节点发送含有保密信息的RF信号，该RF信号同时传递信息和能量；

能量受限中继包括能量收集器、信息接收器和中继协作干扰机。

中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线N_JR，能量收集器收集源节点提供的能量，中继协作干扰机利用收集到的能量发射干扰信号给窃听者。

信息接收器接收源节点发送的含有保密信息的RF信号，信息接收器包括若干个接收天线N_R和单个发射孔径，通过FSO链路发送给目的地节点。

源节点和能量受限中继之间的通过服从Nakagami-m分布的RF链路传输信号，窃听者和所述源节点之间通过服从Nakagami-m分布的RF链路传输信号，能量受限中继和所述目的地节点之间通过服从M衰落分布的FSO链路传输信号。

图2是本发明实施例中的无线携能通信网络技术的功率分流接受机结构图示，所述中继协作干扰机采用功率分流器方式将收到的源节点发射的信号分成两个部分。一部分用于传输信息存储在信息接收器中，另一部分作为能量收集信号存储在能量收集器中。(λ∈(0，1))为功率分配因子，即信息传输部分占中继节点接收信号的比率，其余的为能量收集器接受的信号，能量收集器利用收集到的能量发射干扰信号来干扰窃听者通信,降低窃听者的通信质量。能量受限中继具有友好型干扰机，中继协作干扰机发射干扰信号进行干扰窃听者通信。

中继协作干扰机处有多条干扰发射天线，采用破零技术消除自干扰，从而中继不会受到干扰机的发射干扰信号的影响。所述的窃听者用户E，会受到中继协作干扰机发射的干扰信号，从而降低窃听者的通信质量。

基于以上分析，能量受限中继采用功率分流方式将接收到的信号y_SR分成两个部分。一部分用于传输信息存储在信息接收器中，另一部分作为能量收集信号存储在能量收集器中。λ∈(0,1)为功率分配因子，即信息传输部分占中继节点接收信号的比率。能量受限中继接收到的信号可以表示为：

其中，分别为源节点对能量受限中继的传输信号和能量收集信号，P_S是源节点发射功率，x_SR为源节点的归一化信号，h_SR表示源节点到能量受限中继通信链路的衰减因子，d_SR代表源节点到能量受限中继的距离，τ是路径损耗指数，n_R表示中继协作干扰机处均值为零、方差为/>的加性高斯白噪声。

当忽略噪声的存在时，由可知当忽略噪声的存在时，获得能量E_R表示为：

其中，T是用于能量收集和发射干扰的设计总时间块，ζ是中继将射频信号转换为直流电的能量转换效率。

由于能量受限中继具有多条干扰发射天线N_J，使用人工干扰生成方法，中继协作干扰机生成一个零空间正交基的N_J×(N_J-1)矩阵W，其中向量χ具有(N_J-1)个归一化方差的独立同分布复高斯随机元素，中继协作干扰机发送W_χ作为干扰信号。

在中继协作干扰机作用下，窃听者处接收到的信号可以表示为：

其中，h_SE和h_RE分别是源节点到窃听者通信链路和能量受限中继到窃听者通信链路衰减因子，P_R是能量受限中继发射功率，d_SE代表源节点到窃听者的距离，d_RE代表能量受限中继到窃听者的距离，τ是路径损耗指数，n_E表示窃听者处均值为零、方差为的加性高斯白噪声。

源节点和能量受限中继之间的所有RF链路都服从Nakagami-m衰落分布，RF链路瞬时信噪比γ_k的概率密度函数(Probability Density Function，PDF)和累计分布函数(CDF)分别为：

其中k∈{SR,SE,RE},m_k是衰落参数，N_SR、N_SE和N_RE分别是能量受限中继接收天线、源节点发射天线和能量受限中继干扰发射天线， 三者分别为各自信道间的平均功率信道增益，λ_SR、λ_RE和λ_SE分别是源节点到能量受限中继、能量受限中继到窃听者和源节点到窃听者通信链路的平均信噪比，/>和/>分别是中继和窃听者加性高斯白噪声的方差。

利用公式(3)、(4)和(5)，得到瞬时信噪比γ_SRE的累积分布函数为：

对(6)表示的CDF进行求导操作，得到对应的PDF为：

所述中继R与FSO接收端D之间服从M分布衰落模型FSO链路，FSO链路的瞬时信噪比γ为

瞬时信噪比γ概率密度函数为：

其中，μ_r为FSO链路平均信噪比，

其中g是指向误差参数，α是一个在散射过程中关于大尺度单元有效数量的正参数，β是一个自然数，表示衰落参数的值，与小尺度涡流产生的衍射效应有关，ξ_g是经典散射分量的平均功率，Ω'表示相干平均功率，m是上述公式求和符号下界变量。

在Nakagami-m/M混合衰落信道下，混合RF/FSO译码转发中继系统的中断概率为：

将(5)和(8)代入(10)可得：

SOP是基本的保密基准之一，它显示了任何通信系统的保密水平。它被定义为当瞬时保密容量低于目标保密率R_S时，保密中断概率事件就会发生。因此，混合系统的SOP下界表达式为：

此处θ＝exp(R_s)，将(7)和(11)代入(12)，端到端的保密中断概率可以写作：

其中和/>t是指上述公式求和符号下界起始变量。

平均保密容量(ASC)是评估主动窃听安全性能的重要指标：

将(8)和(11)代入(14)经过上述的一些数学化简运算后，得到：

其中γ_j是源节点到窃听者通信链路的瞬时信噪比，是能量受限中继到目的地节点通信链路平均信噪比，p是上述公式求和符号下界起始变量，式子中的/>x_j是广义拉盖尔多项式/>的第j个根。

为了验证本发明所提出的一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统及安全传输方法，先通过数值仿真进行验证，并且使用蒙特卡罗方法验证数据仿真结果的正确性，假设RF链路上d_SR＝d_RE＝d_SE＝d_SR＝10m，FSO链路距离为1km，波长为785nm，光学波数k＝2π/λ，折射率结构常数目标保密率R_s＝0.01nat/s，FSO链路瞬时信噪比μ_r＝20dB和窃听链路瞬时信噪比λ_SE＝-10dB，中湍流下的M信道参数分别取值为(α,β)＝(4.2,3)，关于其他参数，有ξ＝0.8,θ＝0.8,m_SR＝m_SE＝2,N_JR＝2,N_R＝1,λ_RE＝3dB。以下仿真参数未做额外标注说明的情况下，均采用上述取值。计算广义拉盖尔正交数值积分法时j取到30使级数收敛。为了验证解析表达式的有效性，给出了蒙特卡罗仿真结果。数值结果与模拟结果吻合较好，验证了所提表达式的准确性。

图3是RF/FSO系统在窃听者受到不同λ_JE(能量受限中继到窃听者通信链路平均信噪比)下的安全中断概率。当λ_SR＝30dB时，λ_JE＝1,3,6,10dB情况下的系统安全中断概率分别为5.51×10^-5、4.16×10^-5、3.32×10^-5、2.33×10^-5。而在没有干扰机作用的情况下，系统的安全中断概率为8.09×10^-5。可以看出，使用干扰机对窃听者发送干扰信号对系统安全性能有明显的提升作用，且随着λ_JE的提高，系统的安全中断概率明显降低。在通信过程中，干扰信号可以对窃听者的接收信号质量造成负面影响。可以通过增加干扰机的发射功率，有效的使系统得到更良好的保密性。

图4是RF/FSO系统在窃听者受到不同λ_JE下的平均保密容量。当λ_SR＝30dB时，λ_JE＝1,3,6,10dB情况下的平均保密容量分别为2.17、2.28、2.33、2.37。在没有干扰机作用时，平均保密容量为1.96。可以看出，随着λ_JE的提高，系统的平均保密容量得到一定程度提高，进一步说明干扰机对窃听者发送干扰信号对系统安全性能有提高作用，干扰机发射功率的增加能够使系统得到更好的保密性能。

研究结果表明，当增大中继协作干扰机干扰噪声比，系统的安全中断概率明显随之降低，平均保密容量明显随之提高，说明可以通过增大干扰噪声比来提高干扰信号对窃听者的作用从而增强系统的安全性能。综上所述，在具有无线携能通信技术的协作中继干扰作用下，混合RF/FSO系统的安全性能得到了明显提升，为工程实现提供了良好的理论基础。

还提供了一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO方法，包括以下步骤：

S10，源节点对能量受限中继发送含有保密信息的RF信号，RF信号同时传递信息和能量，并且源节点提供可持续、可控制的电源；

S20，窃听者位于能量受限中继附近，来窃听源节点发送的保密信息；

S30，能量受限中继采用无线携能通信技术，源节点同时发送能量和信息分别给能量收集器和信息接收器，中继协作干扰机利用收获到的能量发射干扰信号干扰窃听者；

S40，能量受限中继将接收到的保密信息进行转换为光信号，然后存在指向误差的情况下通过FSO链路发送给目的地节点；

其中，能量受限中继采用功率分流器结构将收到的源节点发射的信号分成两个部分，一部分用于传输信息存储在信息接收器中，另一部分作为能量收集信号存储在能量收集器中，能量收集器将收集到的能量给中继协作干扰机发射干扰信号来干扰窃听者通信，降低窃听者的通信质量；

中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线，发射的人工噪声均匀的分布在零空间中，保证目的地节点不受人工干扰的影响，同时也能损害窃听者的信道质量；

窃听者受到中继协作干扰机发射的人工噪声干扰，降低窃听者的通信质量，而中继协作干扰机发射的人工噪声提高整个系统的保密速率；

能量受限中继接受来自源节点的RF信号，并采用副载波强度调制方式将RF信号转换为FSO信号，再通过单个发射孔径经FSO链路至目的地节点。

具体方法实施例参见系统实施例，不再赘述。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均在本发明要求的保护范围之内。

以上对本发明进行了详细的说明，但本发明的具体实现形式并不局限于此。在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以做出各种修改或改型。

Claims (3)

1.一种窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO系统，其特征在于，包括源节点、窃听者、能量受限中继和目的地节点，其中，所述能量受限中继和窃听者均接收源节点发送的信号，能量受限中继还向窃听者发送干扰信号；所述目的地节点接收能量受限中继发送的信号；

所述源节点发送含有保密信息的RF信号，该RF信号同时传递信息和能量；

所述能量受限中继包括能量收集器、信息接收器和中继协作干扰机；

所述中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线，能量收集器收集源节点提供的能量，中继协作干扰机利用收集到的能量发射干扰信号给窃听者；

所述信息接收器接收源节点发送的含有保密信息的RF信号，信息接收器包括若干个接收天线和单个发射孔径，通过FSO链路发送给目的地节点；

所述源节点和所述能量受限中继之间的通过服从Nakagami-m分布的RF链路传输信号，所述窃听者和所述源节点之间通过服从Nakagami-m分布的RF链路传输信号，所述能量受限中继和所述目的地节点之间通过服从M衰落分布的FSO链路传输信号；

所述能量受限中继接收到的信号表示为：

其中，分别为源节点对能量受限中继的传输信号和能量收集信号，P_S是源节点发射功率，x_SR为源节点的归一化信号，h_SR表示源节点到能量受限中继通信链路的衰减因子，d_SR代表源节点到能量受限中继的距离，t是路径损耗指数，n_R表示中继协作干扰机处均值为零、方差为/>的加性高斯白噪声；

当忽略噪声的存在时，由可知当忽略噪声的存在时，获得能量E_R表示为：

其中，T是用于能量收集和发射干扰的设计总时间块，ζ是中继将射频信号转换为直流电的能量转换效率；

由于中继具有多条干扰发射天线N_J，使用人工干扰生成方法，干扰机生成一个零空间正交基的N_J×(N_J-1)矩阵W，其中向量χ具有(N_J-1)个归一化方差的独立同分布复高斯随机元素，干扰机发送Wχ作为干扰信号，

在中继协作干扰机作用下，窃听者处接收到的信号可以表示为：

其中，h_SE和h_RE分别是源节点到窃听者通信链路和能量受限中继到窃听者通信链路衰减因子，P_R是能量受限中继发射功率，d_SE代表源节点到窃听者的距离，d_RE代表能量受限中继到窃听者的距离，_t是路径损耗指数，n_E表示窃听者处均值为零、方差为的加性高斯白噪声；

所述源节点与能量受限中继之间的所有RF链路都服从Nakagami-m衰落分布，RF链路瞬时信噪比γ_k的概率密度函数和累计分布函数分别为：

k∈{SR,SE,RE},其中m_k是衰落参数，N_k是源节点发射天线， 三者分别为各自信道间的平均功率信道增益，l_SR、l_RE和l_SE分别是源节点到能量受限中继、能量受限中继到窃听者和源节点到窃听者通信链路的平均信噪比，/>和/>分别是中继和窃听者加性高斯白噪声的方差。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，利用公式(3)、(4)和(5)，得到瞬时信噪比γ_SRE的累积分布函数为：

对(6)表示的CDF进行求导操作，得到对应的PDF为：

所述能量受限中继与目的地节点之间服从M分布衰落模型FSO链路，FSO链路的瞬时信噪比γ为：

瞬时信噪比γ概率密度函数为：

其中，μ_r为FSO链路平均信噪比，

其中，g是指向误差参数，α是一个在散射过程中关于大尺度单元有效数量的正参数，β是一个自然数，表示衰落参数的值，与小尺度涡流产生的衍射效应有关，ξ_g是经典散射分量的平均功率，Ω'表示相干平均功率，m是上述公式求和符号下界变量。

3.一种权利要求1或2所述的系统的窃听环境下基于能量收集中继混合RF/FSO方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，源节点对能量受限中继发送含有保密信息的RF信号，RF信号同时传递信息和能量，并且源节点提供可持续、可控制的电源；

S20，窃听者位于能量受限中继附近，来窃听源节点发送的保密信息；

S30，能量受限中继采用无线携能通信技术，源节点同时发送能量和信息分别给能量收集器和信息接收器，中继协作干扰机利用收获到的能量发射干扰信号干扰窃听者；

S40，能量受限中继将接收到的保密信息进行转换为光信号，然后存在指向误差的情况下通过FSO链路发送给目的地节点；

其中，能量受限中继采用功率分流器结构将收到的源节点发射的信号分成两个部分，一部分用于传输信息存储在信息接收器中，另一部分作为能量收集信号存储在能量收集器中，能量收集器将收集到的能量给中继协作干扰机发射干扰信号来干扰窃听者通信，降低窃听者的通信质量；

所述中继协作干扰机包括若干个干扰发射天线，发射的人工噪声均匀的分布在零空间中，保证目的地节点不受人工干扰的影响，同时也能损害窃听者的信道质量；

所述窃听者受到中继协作干扰机发射的人工噪声干扰，降低窃听者的通信质量，而中继协作干扰机发射的人工噪声提高整个系统的保密速率；

所述能量受限中继接受来自源节点的RF信号，并采用副载波强度调制方式将RF信号转换为FSO信号，再通过单个发射孔径经FSO链路至目的地节点。