發(fā)布時(shí)間：2020-03-26 01:17

【摘要】：隨著5G無線通信技術(shù)研究熱潮的到來,信息傳輸速率得到了迅速的提升,同時(shí)移動(dòng)終端的客戶量也逐漸增加,因此,在傳輸過程中用戶保密信息的安全性和可靠性就顯得尤為重要�；趥鹘y(tǒng)密鑰體系的密碼學(xué),直接對(duì)信息加密后傳輸,來保障信息的安全性。但由于半導(dǎo)體材料技術(shù)的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)處理能力得到了飛速發(fā)展,導(dǎo)致了傳統(tǒng)的加密算法可能輕易地破解,極大的威脅了無線通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�。鑒于此,物理層安全技術(shù)受到了學(xué)術(shù)界廣泛的關(guān)注,同時(shí)協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備增大信號(hào)覆蓋范圍和提升網(wǎng)絡(luò)容量等優(yōu)勢(shì)。因此,結(jié)合協(xié)作中繼技術(shù)、協(xié)作加擾技術(shù)和天線選擇技術(shù),利用無線信道的時(shí)變特性和空間特性,可以直接從物理層確保信息的安全可靠傳輸。在非可信中繼網(wǎng)絡(luò)中,本文研究了多天線全雙工目的節(jié)點(diǎn)加擾策略、半雙工目的節(jié)點(diǎn)加擾策略和半雙工不加擾策略的安全可靠傳輸性能。為提升三種策略的安全可靠性能,提出了基于切換式分離天線部署的最優(yōu)天線選擇方案。在瑞利衰落信道下,針對(duì)最優(yōu)天線選擇的三種策略,本文推導(dǎo)了常規(guī)天線下的遍歷可達(dá)安全速率的安全性能指標(biāo),中斷概率和竊聽概率的安全可靠折衷性能指標(biāo),并推導(dǎo)了大天線數(shù)下的遍歷可達(dá)安全速率和安全中斷概率等漸近安全性能指標(biāo)。針對(duì)每個(gè)時(shí)隙發(fā)送功率固定情況下,給出了最優(yōu)功率分配方案設(shè)計(jì)。在MATLAB平臺(tái)上的仿真結(jié)果顯示,理論分析與蒙特卡洛仿真結(jié)果十分吻合,通過三種策略的性能對(duì)比分析,凸顯出全雙工目的節(jié)點(diǎn)加擾策略的安全可靠性能優(yōu)越性。研究結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的最優(yōu)天線選擇下的三種策略能夠顯著地改善非可信中繼系統(tǒng)的安全傳輸性能。在非可信中繼網(wǎng)絡(luò)中可以通過協(xié)作加擾和天線選擇技術(shù),來有效地防止內(nèi)部竊聽系統(tǒng)竊聽保密信息;并提出全雙工加擾技術(shù)和最優(yōu)功率分配方案進(jìn)一步改善系統(tǒng)的安全可靠性能。在最優(yōu)天線選擇下,得出全雙工目的節(jié)點(diǎn)加擾策略的安全分集階數(shù)與天線數(shù)成正比,可實(shí)現(xiàn)天線全分集增益。隨著天線數(shù)的增加,系統(tǒng)的安全可靠折衷性能更佳,且在大天線數(shù)下,可獲得全雙工目的節(jié)點(diǎn)加擾策略的最優(yōu)功率分配因子的閉合表達(dá)式,進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
【圖文】：

漸近表達(dá)式使用式(2.31)，HDJ 策略的最優(yōu)分析值使用表達(dá)式(2.34)獲得。圖 2.3-圖 2.5 均通過蒙特卡洛仿真驗(yàn)證上述表達(dá)式的準(zhǔn)確性。圖2.3顯示出HDJ和HNJ策略的遍歷可達(dá)安全速率隨著發(fā)送功率變化曲線，

在ρ=35dB的情況下，，遍歷可達(dá)安全速率隨SRΩ的變化曲線圖
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2600723