CN116567668A - 一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统。方法包括：根据窃听节点接收到的信号和接收节点接收到的信号，构建第一均方差函数和第二均方差函数；根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整；根据调整后对应的去噪因子、调整后中继节点对应的发射功率因子、调整后传感器节点对应的发射功率因子以及第二均方差函数，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子，进而对无线信号进行传输。本发明提高了无线信号传输的安全性能。

Description

一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统。

背景技术

传统的通信计算分离的多址接入方式需要在数据汇合处先对每个传感器发来的数据进行解码，然后再进行汇总处理得到所需的数据。空中计算技术使用了无线信道的叠加特性，多个节点以非正交多址方式接入数据中心节点，如果需要所有数据的求和形式，中心节点可以接收到所传输的叠加信号，对该叠加信号进行处理，可以直接获得所需的数据。实际的无线通信过程中，系统会受到噪声的影响，传感器设备发送信号的功率是有限的，所以目前对空中计算技术的研究主要是在不同条件下对发送和接收因子进行约束设计，以控制整个系统的功率，使接收节点处的计算均方误差最小，以获得较准确的计算数值，而对于空中计算物理层安全的研究非常少。

在空中计算传输的过程中，如果发送节点和接收节点之间因为环境因素导致不能直接通信，或者二者间的距离较远，由于无线信道的衰落特性，所接收到的信号会严重失真，导致无法恢复出有用的数据，在较长距离的空中计算系统中，采用中继进行协助通信是很有必要的。目前已有学者对使用中继的空中计算系统进行研究，而现有研究也主要集中在各种通信条件下对空中计算系统进行功率控制，以在接收端获得较准确的计算数据，还没有对中继传输过程的安全性进行考虑的研究。由于无线信道具有广播特性，在信号的传输过程中难免会存在恶意的窃听节点，窃听节点可以加入数据传输，在空中计算通信的过程中接收多个节点和中继传输的信号，使得信号在传输过程中存在较高的被窃听风险。

发明内容

为了解决现有的信号在传输过程中存在较高的被窃听风险的问题，本发明的目的在于提供一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供了一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，该方法包括以下步骤：

每个传感器节点向中继节点发送无线信号，中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，中继节点将所述叠加信号转发给接收节点，窃听节点和接收节点接收到信号；根据窃听节点接收到的信号，构建第一均方差函数；根据接收节点接收到的信号，构建第二均方差函数；

初始化传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子，根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，确定调整后对应的去噪因子、传感器节点的发射功率因子的调整值和中继节点的发射功率因子的调整值，并对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整；根据调整后对应的去噪因子、调整后中继节点对应的发射功率因子、调整后传感器节点对应的发射功率因子以及第二均方差函数，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子；

基于所述最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子对无线信号进行传输。

第二方面，本发明提供了一种具有物理层安全的中继协作空中计算系统，包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现上述所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法。

优选的，所述第一均方差函数为：

Q＝|a_Eh_REb_Rh_i,ARb_i,A+a_Eh_i,AEb_i,A-1|

其中，MSE_E为第一均方差函数，Q为子函数，σ_AE ²为第一阶段通信时窃听节点接收到的加性高斯白噪声的功率，a_E为窃听节点的去噪因子，σ_AR ²为第一阶段通信时中继节点接收到的加性高斯白噪声的功率，h_RE为中继节点到窃听节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，σ_RE ²为第二阶段通信时窃听节点接收到的加性高斯白噪声的功率，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，h_i,AE为第i个传感器节点到窃听节点的信道系数，K为传感器节点的数量；

所述第一阶段为各传感器节点向中继节点发送无线信号的阶段；所述第二阶段为中继节点将所述叠加信号转发给接收节点的阶段。

优选的，所述第二均方差函数为：

其中，MSE_D为第二均方差函数，K为传感器节点的数量，a_D为接收节点的去噪因子，h_RD为中继节点到接收节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，σ_AR ²为第一阶段通信时中继节点接收到的加性高斯白噪声的功率，a_D为接收节点的去噪因子，σ_RD ²为第二阶段通信时接收节点接收到的加性高斯白噪声的功率；

所述第一阶段为各传感器节点向中继节点发送无线信号的阶段；所述第二阶段为中继节点将所述叠加信号转发给接收节点的阶段。

优选的，所述根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，确定调整后对应的去噪因子、传感器节点的发射功率因子的调整值和中继节点的发射功率因子的调整值，包括：

将当前次调整前传感器节点的发射功率因子和中继节点对应的发射功率因子代入第二均方差函数中，得到当前次调整后对应的去噪因子；

基于所述当前次调整后对应的去噪因子、第一均方差函数和第二均方差函数，得到当前次中继节点的发射功率因子的调整值；

基于所述当前次调整后对应的去噪因子、当前次中继节点的发射功率因子的调整值、第一均方差函数和第二均方差函数，得到当前次传感器节点的发射功率因子的调整值。

优选的，所述根据调整后对应的去噪因子、调整后中继节点对应的发射功率因子、调整后传感器节点对应的发射功率因子以及第二均方差函数，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子，包括：

对于第t次调整，将第t次调整后对应的去噪因子、第t次调整后中继节点对应的发射因子、第t次调整后传感器节点对应的发射功率因子代入第二均方差函数，得到第t次调整后对应的均方差函数值；

将第t次调整后对应的均方差函数值与第t-1次调整后对应的均方差函数值之间的差值绝对值，确定为第t次调整与第t-1次调整的差异；

判断所述差异是否满足设定条件，若满足，则将第t次调整后对应的去噪因子确定为最优去噪因子，将第t次调整后中继节点对应的发射因子确定为中继节点的最优发射因子，将第t次调整后传感器节点对应的发射功率因子确定为传感器节点的最优发射功率因子；若不满足，则继续对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整，直至满足设定条件，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子。

优选的，所述设定条件为：所述差异小于预设差异阈值。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明首先构建了第一均方差函数和第二均方差函数，然后根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子，最后利用获取的最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子完成无线信号的传输工作。本发明可以在功率限制的条件下，通过交替优化算法解决定义的优化问题，得到条件限制下的最优发射功率因子和去噪因子，以保证合法接收节点接收的信号质量，降低窃听节点接收的信号质量，使无线信号传输的安全性能得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明一个实施例所提供的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法的流程图；

图2为本发明一个实施例中无线信号的传输示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统进行详细说明如下。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法及系统的具体方案。

一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法实施例：

本实施例提出了一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，如图1所示，本实施例的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法包括以下步骤：

步骤S1，每个传感器节点向中继节点发送无线信号，中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，中继节点将所述叠加信号转发给接收节点，窃听节点和接收节点接收到信号；根据窃听节点接收到的信号，构建第一均方差函数；根据接收节点接收到的信号，构建第二均方差函数。

传感器节点使用空中计算技术向中继节点发送无线信号，中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，中继节点将叠加信号转发给接收节点，此时不仅接收节点能够接收到信号，窃听节点伪装成合法节点加入通信系统中，也可以窃取信号，本实施例提供的方法能够降低信号被窃听的风险。

如图2所示，该图为无线信号的传输示意图，该图中的A表示K个传感器节点构成的传感器节点集合，senor k表示第k个传感器，R表示中继节点，D表示接收节点，E表示窃听节点，h_i,AR表示第i个传感器节点到中继节点的信道系数，h_i,AE为第i个传感器节点到窃听节点的信道系数，h_RE为中继节点到窃听节点的信道系数，h_RD表示中继节点到接收节点的信道系数。其中，D、E都为单天线接收机，R为半双工收发机，在第一个时隙中，A中的K个传感器节点先使用空中计算技术向中继节点R各自发送无线信号，中继节点R接收到的K个传感器节点发送信号的叠加信号，该叠加信号可以表示为：

其中，y_R为中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，K为传感器节点的数量，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，s_i为第i个传感器节点向中继节点发射的信号，n_AR为中继节点从所有传感器节点接收到的均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声。

在第一个时隙中，假设接收节点只能接收到中继节点发送的信息。在第二个时隙中，中继节点使用AF转发协议将接收到的信号转发给接收节点，接收节点接收到的信号可以表示为：

y_D＝a_D(h_RDb_Ry_R+n_RD)

其中，y_D为接收节点接收到的信号，a_D为接收节点的去噪因子，h_RD为中继节点到接收节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，y_R为中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，n_RD为接收节点接收到的均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声。

窃听节点E伪装成合法节点加入通信系统中，假设窃听节点可以同时接收到K个传感器节点和中继节点发送的信号，也即采用空中计算技术接收K个传感器节点和中继节点发送的消息，则窃听节点接收到的信号为：

其中，y_E为窃听节点接收到的信号，K为传感器节点的数量，a_E为窃听节点的去噪因子，h_i,AE为第i个传感器节点到窃听节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，s_i为第i个传感器节点向中继节点发射的信号，n_AE为窃听节点从所有传感器节点接收到的均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声，h_RE为中继节点到窃听节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，y_R为中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，n_RE为窃听节点从中继节点接收到的均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声。

将作为目标函数信号，接收处的计算失真由均方误差测量为 分别将y_E和y_D代入可得：

Q＝|a_Eh_REb_Rh_i,ARb_i,A+a_Eh_i,AEb_i,A-1|

其中，MSE_E为第一均方差函数，Q为子函数，σ_AE ²为第一阶段通信时窃听节点接收到的加性高斯白噪声的功率，a_E为窃听节点的去噪因子，σ_AR ²为第一阶段通信时中继节点接收到的加性高斯白噪声的功率，h_RE为中继节点到窃听节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，σ_RE ²为第二阶段通信时窃听节点接收到的加性高斯白噪声的功率，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，h_i,AE为第i个传感器节点到窃听节点的信道系数，K为传感器节点的数量，MSE_D为第二均方差函数，K为传感器节点的数量，a_D为接收节点的去噪因子，h_RD为中继节点到接收节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，σ_AR ²为第一阶段通信时中继节点接收到的加性高斯白噪声的功率，a_D为接收节点的去噪因子，σ_RD ²为第二阶段通信时接收节点接收到的加性高斯白噪声的功率。第一阶段为各传感器节点使用空中计算技术向中继节点发送无线信号的阶段，窃听节点也使用空中计算技术接收各传感器发送的信号；第二阶段为中继节点将所接收的叠加信号转发给接收节点的阶段，此阶段窃听节点也能接收到中继节点转发的信号。

至此，构建获得了第一均方差函数和第二均方差函数。

步骤S2，初始化传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子，根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，确定调整后对应的去噪因子、传感器节点的发射功率因子的调整值和中继节点的发射功率因子的调整值，并对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整；根据调整后对应的去噪因子、调整后中继节点对应的发射功率因子、调整后传感器节点对应的发射功率因子以及第二均方差函数，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子。

在K个传感器节点和中继节点的发射功率受限的情况下，为了最大化系统的安全性，采取降低MSE_D的方法，保证合法接收方的信号质量，并将MSE_E设置为大于设定的第一阈值γγ_E，使得窃听节点几乎不能得到有用的数据；实施者根据具体情况设置γγ_E的数值。优化问题可以表示为以下形式：

s.t.MSE_E(a_E,b_R,b_i,A)≥γγ_E

|b_i,A|²≤P,i＝1,…,K

|b_R|²≤P_R

其中，P为所有传感器节点的最大发射功率，P_R为中继节点的最大发射功率。

假设窃听节点的去噪因子a_E为固定值，优化问题可以表示为：

s.t.MSE_E(b_R,b_i,A)≥γ_E

|b_i,A|²≤P,i＝1,…,K

|b_R|²≤P_R

目标函数是非凸的，采用交替优化变量，将优化问题分解为几个可处理的凸子问题，通过得到每个子问题的闭合解来更新每个变量，直到收敛，以解决该问题。

(一)在给定b_R和b_i,A的情况下，对a_D的优化求解问题可以表示为：

求解可得接收节点的最优去噪因子。

(二)在给定a_D和b_i,A的情况下，对b_R的优化求解问题可以表示为：

s.t.MSE_E(b_R)≥γ_E

|b_R|²≤P_R

求解可得中继节点的最优发射功率因子。

(三)在给定a_D和b_R的情况下，对b_i,A的优化求解问题可以表示为：

s.t.MSE_E(b_i,A)≥γ_E

|b_i,A|²≤P,i＝1,…,K

求解可得K个节点的最优发射功率因子。

本实施例将当前次调整前传感器节点的发射功率因子和中继节点对应的发射功率因子代入第二均方差函数中，得到当前次调整后对应的去噪因子。基于所述当前次调整后对应的去噪因子、第一均方差函数和第二均方差函数，得到当前次中继节点的发射功率因子的调整值。基于所述当前次调整后对应的去噪因子、当前次中继节点的发射功率因子的调整值、第一均方差函数和第二均方差函数，得到当前次传感器节点的发射功率因子的调整值。对于第t次调整，将第t次调整后对应的去噪因子、第t次调整后中继节点对应的发射因子、第t次调整后传感器节点对应的发射功率因子代入第二均方差函数，得到第t次调整后对应的均方差函数值。将第t次调整后对应的均方差函数值与第t-1次调整后对应的均方差函数值之间的差值绝对值，确定为第t次调整与第t-1次调整的差异；设置预设差异阈值ε，判断第t次调整与第t-1次调整的差异是否小于预设差异阈值，若小于，则将第t次调整后对应的去噪因子确定为最优去噪因子，将第t次调整后中继节点对应的发射因子确定为中继节点的最优发射因子，将第t次调整后传感器节点对应的发射功率因子确定为传感器节点的最优发射功率因子；若大于或等于，则继续对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整，直至小于预设差异阈值，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子。预设差异阈值ε根据具体情况进行设置。

具体过程为：

1.首先设置预设差异阈值ε、A中节点个数为K，迭代次数t＝0，参照均方误差

2.给定a_E，分别初始化A中节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子/>

3.t＝t+1；

4.使用和/>求解(一)，得到/>

5.使用和/>求解(二)，得到/>

6.使用到和/>求解(三)，得到/>

7.使用计算/>若/>则进入下一步，否则转到3；

8.输出

最终输出的均为最优值，也即采用本实施例提供的方法获得了最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子。

步骤S3，基于所述最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子对无线信号进行传输。

本实施例在步骤S2中确定了最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子，为了降低无线信号传输过程中被窃取的风险，在无线信号传输时，利用获取的最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子完成无线信号的传输工作。

本实施例可以在功率限制的条件下，通过交替优化算法解决定义的优化问题，得到条件限制下的最优发射功率因子和去噪因子，以保证合法接收节点接收的信号质量，降低窃听节点接收的信号质量，使无线信号传输的安全性能得到提高。

一种具有物理层安全的中继协作空中计算系统实施例：

本实施例一种具有物理层安全的中继协作空中计算系统包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现上述所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法。

由于一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法已经在一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法实施例中进行了说明，所以本实施例不再对一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法进行赘述。

需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

每个传感器节点向中继节点发送无线信号，中继节点接收所有传感器节点发送信号的叠加信号，中继节点将所述叠加信号转发给接收节点，窃听节点和接收节点接收到信号；根据窃听节点接收到的信号，构建第一均方差函数；根据接收节点接收到的信号，构建第二均方差函数；

初始化传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子，根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，确定调整后对应的去噪因子、传感器节点的发射功率因子的调整值和中继节点的发射功率因子的调整值，并对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整；根据调整后对应的去噪因子、调整后中继节点对应的发射功率因子、调整后传感器节点对应的发射功率因子以及第二均方差函数，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子；

基于所述最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子对无线信号进行传输。

2.根据权利要求1所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，其特征在于，所述第一均方差函数为：

Q＝|a_Eh_REb_Rh_i,ARb_i,A+a_Eh_i,AEb_i,A-1|

其中，MSE_E为第一均方差函数，Q为子函数，σ_AE ²为第一阶段通信时窃听节点接收到的加性高斯白噪声的功率，a_E为窃听节点的去噪因子，σ_AR ²为第一阶段通信时中继节点接收到的加性高斯白噪声的功率，h_RE为中继节点到窃听节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，σ_RE ²为第二阶段通信时窃听节点接收到的加性高斯白噪声的功率，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，h_i,AE为第i个传感器节点到窃听节点的信道系数，K为传感器节点的数量；

所述第一阶段为各传感器节点向中继节点发送无线信号的阶段；所述第二阶段为中继节点将所述叠加信号转发给接收节点的阶段。

3.根据权利要求1所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，其特征在于，所述第二均方差函数为：

其中，MSE_D为第二均方差函数，K为传感器节点的数量，a_D为接收节点的去噪因子，h_RD为中继节点到接收节点的信道系数，b_R为中继节点的发射功率因子，h_i,AR为第i个传感器节点到中继节点的信道系数，b_i,A为第i个传感器节点的发射功率因子，σ_AR ²为第一阶段通信时中继节点接收到的加性高斯白噪声的功率，a_D为接收节点的去噪因子，σ_RD ²为第二阶段通信时接收节点接收到的加性高斯白噪声的功率；

所述第一阶段为各传感器节点向中继节点发送无线信号的阶段；所述第二阶段为中继节点将所述叠加信号转发给接收节点的阶段。

4.根据权利要求1所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，其特征在于，所述根据调整前传感器节点的发射功率因子、调整前中继节点的发射功率因子、第一均方差函数和第二均方差函数，确定调整后对应的去噪因子、传感器节点的发射功率因子的调整值和中继节点的发射功率因子的调整值，包括：

将当前次调整前传感器节点的发射功率因子和中继节点对应的发射功率因子代入第二均方差函数中，得到当前次调整后对应的去噪因子；

基于所述当前次调整后对应的去噪因子、第一均方差函数和第二均方差函数，得到当前次中继节点的发射功率因子的调整值；

基于所述当前次调整后对应的去噪因子、当前次中继节点的发射功率因子的调整值、第一均方差函数和第二均方差函数，得到当前次传感器节点的发射功率因子的调整值。

5.根据权利要求1所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，其特征在于，所述根据调整后对应的去噪因子、调整后中继节点对应的发射功率因子、调整后传感器节点对应的发射功率因子以及第二均方差函数，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子，包括：

对于第t次调整，将第t次调整后对应的去噪因子、第t次调整后中继节点对应的发射因子、第t次调整后传感器节点对应的发射功率因子代入第二均方差函数，得到第t次调整后对应的均方差函数值；

将第t次调整后对应的均方差函数值与第t-1次调整后对应的均方差函数值之间的差值绝对值，确定为第t次调整与第t-1次调整的差异；

判断所述差异是否满足设定条件，若满足，则将第t次调整后对应的去噪因子确定为最优去噪因子，将第t次调整后中继节点对应的发射因子确定为中继节点的最优发射因子，将第t次调整后传感器节点对应的发射功率因子确定为传感器节点的最优发射功率因子；若不满足，则继续对传感器节点的发射功率因子和中继节点的发射功率因子进行调整，直至满足设定条件，获得最优去噪因子、中继节点的最优发射功率因子、传感器节点的最优发射功率因子。

6.根据权利要求5所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法，其特征在于，所述设定条件为：所述差异小于预设差异阈值。

7.一种具有物理层安全的中继协作空中计算系统，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如权利要求1-6任一项所述的一种具有物理层安全的中继协作空中计算方法。