【摘要】：隨著無線通信傳輸和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷革新,人們對無線傳輸性能的需求也在不斷提高。全雙工技術(shù)作為一種有效提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的手段,備受各國研究者關(guān)注。同時,無線多跳網(wǎng)絡(luò)作為一種可以增加網(wǎng)絡(luò)路由靈活性和網(wǎng)絡(luò)資源利用率的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),也同樣被眾多研究者深入研究。因此,在全雙工調(diào)度下,無線多跳網(wǎng)絡(luò)性能能否實現(xiàn)有效的優(yōu)化成為目前研究的熱點。本文以全雙工調(diào)度下的無線多跳網(wǎng)絡(luò)為研究背景,對網(wǎng)絡(luò)能量效率和安全傳輸速率進(jìn)行了深入研究。論文主要工作如下:首先,為研究基于全雙工調(diào)度的無線多跳網(wǎng)絡(luò)能量效率最大化問題,本文采用物理層信干噪比模型,并結(jié)合PHY層信道容量、MAC層調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)層路由的限制,構(gòu)建了混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)優(yōu)化模型。為了得到該優(yōu)化問題的最優(yōu)解,首先,用分段線性化技術(shù)和RLT技術(shù)將原問題的目標(biāo)函數(shù)及l(fā)og函數(shù)等非線性部分轉(zhuǎn)化為線性的關(guān)系式。然后,證明此方式是可行的,并通過仿真實驗得到能量效率在各參數(shù)取不同值情況下的最優(yōu)值。通過對比三種不同情況下的仿真結(jié)果,驗證了采用全雙工技術(shù)可以有效提高網(wǎng)絡(luò)能量效率。其次,為研究基于全雙工調(diào)度的無線多跳網(wǎng)絡(luò)安全速率優(yōu)化問題,本文將物理層安全與全雙工技術(shù)相結(jié)合,然后聯(lián)合考慮MAC層的鏈路調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)層的路由選擇和鏈路安全容量(即全雙工網(wǎng)絡(luò)容量與竊聽信道容量之差)等限制,構(gòu)造混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)優(yōu)化模型。然后,我們利用RLT技術(shù)和凸包松弛技術(shù)將原問題中的信干噪比部分及l(fā)og函數(shù)這些非線性部分轉(zhuǎn)化為線性的,以求解這一優(yōu)化問題,并得出重構(gòu)后的優(yōu)化問題最優(yōu)解。最后,通過以鏈路最小速率限制、各節(jié)點最大發(fā)射功率以及可用時隙數(shù)為影響因子,得到安全速率的仿真結(jié)果,并由此仿真結(jié)果我們得出結(jié)論,通過將全雙工技術(shù)與物理層安全理論相結(jié)合,可以有效提高無線多跳網(wǎng)絡(luò)安全傳輸速率。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2747420