【摘要】：隨著物理層安全研究的興起,利用無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的協(xié)作通信逐漸成為提高無線傳輸物理層安全性能的重要技術(shù)。而博弈論,尤其是聯(lián)盟博弈,為解決這一問題提供了一個(gè)非常正式的結(jié)構(gòu)化分析工具。本文從聯(lián)盟形成博弈的角度分析了含有竊聽信道的多節(jié)點(diǎn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中面臨的兩個(gè)問題。首先,本文利用聯(lián)盟博弈的相關(guān)知識(shí)對(duì)含有竊聽信道的多用戶協(xié)作中繼通信系統(tǒng)進(jìn)行了研究。將系統(tǒng)中既可以作為源節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息又可以作為協(xié)作干擾節(jié)點(diǎn)發(fā)送干擾信號(hào)的用戶節(jié)點(diǎn)間的合作問題,轉(zhuǎn)化為一個(gè)不可轉(zhuǎn)移效用的聯(lián)盟形成博弈問題,并且提出了相應(yīng)的分布式聯(lián)盟形成算法。仿真結(jié)果給出了某一案例對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定聯(lián)盟結(jié)構(gòu),同時(shí)通過與非合作情況下安全容量的對(duì)比驗(yàn)證了上述算法的有效性。仿真也驗(yàn)證了該算法在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)的自適應(yīng)性。隨后,本文將上述不可轉(zhuǎn)移效用的聯(lián)盟形成博弈結(jié)論及算法應(yīng)用到了多用戶之間通過波束成形方法解決物理層安全的研究上,仿真結(jié)果證明了上述應(yīng)用的合理性和有效性。其次,本文對(duì)包含一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)、一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)、一個(gè)竊聽節(jié)點(diǎn)和若干中間節(jié)點(diǎn)的中繼選擇通信系統(tǒng)模型進(jìn)行了分析。為獲得更大的安全容量,源節(jié)點(diǎn)希望從中間節(jié)點(diǎn)中選出若干節(jié)點(diǎn)來協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)信息。由于所有中間節(jié)點(diǎn)都有可能被選中從而獲得源節(jié)點(diǎn)支付的回報(bào),因此它們彼此之間存在潛在的合作與競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。本文利用聯(lián)盟博弈的相關(guān)知識(shí)將該中繼選擇問題看成一個(gè)可轉(zhuǎn)移效用的聯(lián)盟形成博弈問題,通過重新定義比較規(guī)則,提出了分布式聯(lián)盟形成中繼選擇算法。仿真結(jié)果表明,該分布式算法得到的結(jié)果明顯優(yōu)于集中式選擇得到的結(jié)果。
[Abstract]:With the rise of physical layer security research, the use of cooperative communication between wireless network nodes has gradually become an important technology to improve the physical layer security performance of wireless transmission. Game theory, especially alliance game, provides a very formal structural analysis tool to solve this problem. In this paper, two problems in multi-node cooperative networks with eavesdropping channels are analyzed from the point of view of alliance formation game. Firstly, this paper studies the multi-user cooperative relay communication system with eavesdropping channel by using the knowledge of alliance game. The problem of cooperation between user nodes, which can send information as source node and cooperative interference node, is transformed into a non-transferable alliance to form a game problem. A corresponding algorithm of distributed alliance formation is proposed. The simulation results show that the stable alliance structure is corresponding to a certain case, and the effectiveness of the proposed algorithm is verified by comparing the security capacity of the proposed algorithm with that of the non-cooperative case. The simulation also verifies the adaptability of the algorithm when the network structure changes. Then, the conclusion and algorithm of alliance formation with untransferable utility mentioned above are applied to the research of solving physical layer security by beamforming among multi-users. The simulation results show that the above application is reasonable and effective. Secondly, this paper analyzes the relay selection communication system model which includes a sending node, a destination node, an eavesdropping node and several intermediate nodes. In order to achieve greater security capacity, the source node hopes to select several nodes from the intermediate node to assist in forwarding information. Since all intermediate nodes are likely to be selected to receive the return paid by the source node, there is a potential cooperative and competitive relationship between them. In this paper, the relaying selection problem is regarded as an alliance forming game problem with transferable utility by using the relevant knowledge of alliance game. By redefining the comparison rules, a distributed alliance formation relay selection algorithm is proposed. The simulation results show that the result of the distributed algorithm is better than that of the centralized selection.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918

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本文編號(hào)：2169161