本文關(guān)鍵詞：基于凸優(yōu)化方法的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：安全問題是無線網(wǎng)絡(luò)的核心研究點(diǎn),是普及應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)條件。目前無線網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量持續(xù)增長、應(yīng)用環(huán)境不斷惡化,使得無線網(wǎng)絡(luò)安全面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。密鑰加密是傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。使用各種各樣的加密算法在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的上層對(duì)信息進(jìn)行加密,以實(shí)現(xiàn)通信安全。雖然這種技術(shù)能夠確保信息安全,但是計(jì)算特別復(fù)雜,并且算法也面臨被破譯的風(fēng)險(xiǎn)。物理層安全與從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層出發(fā)的密鑰加密技術(shù)不同,它對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的通信安全問題采用完全不同的角度來考慮。由于無線網(wǎng)絡(luò)的信道是開放的,受到衰落、多徑等的影響,讓無線網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)更有難度。不過,我們卻可以把這些不利的信道特性利用起來。無線網(wǎng)絡(luò)物理層安全以信息論為理論基礎(chǔ),對(duì)無線信道的特性進(jìn)行利用,在物理層上來解決通信過程中的保密問題。本文針對(duì)不同的無線網(wǎng)絡(luò)物理層安全問題進(jìn)行了研究,并提出了提高其安全性的方案。主要工作為:1)對(duì)MISO認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)在加入人工噪聲后的的物理層安全性能進(jìn)行了研究。聯(lián)合優(yōu)化發(fā)送端的人工噪聲協(xié)方差矩陣和發(fā)送波束成形向量,通過使用半定松弛技術(shù),轉(zhuǎn)化成半定規(guī)劃問題,得到最優(yōu)發(fā)射方案。此外,如果信道狀態(tài)信息不能被次用戶發(fā)送者準(zhǔn)確得到的話,對(duì)發(fā)射端進(jìn)行魯棒性設(shè)計(jì)時(shí)我們使用的是最差性能最優(yōu)的方法。2)對(duì)MISO認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)在加入?yún)f(xié)作節(jié)點(diǎn)后的的物理層安全性能進(jìn)行了研究。在該網(wǎng)絡(luò)中,添加一個(gè)多天線的干擾節(jié)點(diǎn),干擾竊聽用戶以提高安全性。把次用戶的安全速率當(dāng)作優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)時(shí),不容易求出最優(yōu)解。這里我們提出了POP算法和COP算法來解決該問題,原理就是把復(fù)雜的問題分開來解。通過仿真結(jié)果可以看出,次用戶的安全性能通過這兩種次優(yōu)算法都得到提升。3)對(duì)具有能量收集功能的MISO認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全問題進(jìn)行了研究。在MISO認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中,次用戶目的接受端和空閑次用戶接收端能夠從接受信號(hào)中收集能量。在保證次用戶服務(wù)質(zhì)量及主用戶干擾溫度小于在預(yù)定值前提下,設(shè)計(jì)發(fā)送端發(fā)射總功率最小化的最優(yōu)資源分配策略。
【關(guān)鍵詞】：無線網(wǎng)絡(luò) 物理層安全 安全速率 認(rèn)知無線電 凸優(yōu)化
【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)】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 無線網(wǎng)絡(luò)概述10-14
• 1.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)及其特點(diǎn)10-11
• 1.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)的分類11-14
• 1.3 無線網(wǎng)絡(luò)安全威脅14-15
• 1.4 無線網(wǎng)絡(luò)物理層安全及研究的意義15-16
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 物理層安全的理論基礎(chǔ)及研究現(xiàn)狀17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 物理層安全的信息論基礎(chǔ)17-20
• 2.2.1 完美安全性17-18
• 2.2.2 有噪信道的安全性18-19
• 2.2.3 安全信道的信道編碼19-20
• 2.3 凸優(yōu)化理論基礎(chǔ)20-24
• 2.3.1 基本概念與定義20-21
• 2.3.2 凸優(yōu)化問題21-22
• 2.3.3 拉格朗日對(duì)偶22-23
• 2.3.4 KKT最優(yōu)性條件23-24
• 2.4 物理層安全的研究現(xiàn)狀24-28
• 2.4.1 單天線竊聽信道24-25
• 2.4.2 多天線竊聽信道25-26
• 2.4.3 中繼竊聽信道26-27
• 2.4.4 多用戶竊聽信道27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于人工噪聲的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)29-33
• 3.2.1 認(rèn)知無線電的概念29-31
• 3.2.2 認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)31-33
• 3.2.3 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的物理層安全33
• 3.3 系統(tǒng)模型及問題描述33-35
• 3.4 發(fā)射端優(yōu)化設(shè)計(jì)35-38
• 3.4.1 理想信道狀態(tài)信息的情況35-36
• 3.4.2 非理想信道狀態(tài)信息的情況36-38
• 3.5 仿真及性能分析38-41
• 3.5.1 理想信道狀態(tài)信息的情況38-40
• 3.5.2 非理想信道狀態(tài)信息的情況40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于干擾協(xié)作的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全42-51
• 4.1 系統(tǒng)模型及問題描述42-43
• 4.2 發(fā)射端優(yōu)化設(shè)計(jì)43-47
• 4.2.1 COP算法43-46
• 4.2.2 POP算法46-47
• 4.3 仿真及性能分析47-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 有能量收集功能的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全51-64
• 5.1 系統(tǒng)模型及問題描述51-53
• 5.1.1 系統(tǒng)模型51-52
• 5.1.2 混合接收器52
• 5.1.3 信道信息52
• 5.1.4 人工噪聲和能量信號(hào)52-53
• 5.2 資源分配算法設(shè)計(jì)53-56
• 5.2.1 系統(tǒng)容量和安全容量53-55
• 5.2.2 優(yōu)化問題的表示55-56
• 5.3 求解優(yōu)化問題56-58
• 5.4 仿真結(jié)果及性能分析58-63
• 5.5 總結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 研究結(jié)論64
• 后續(xù)工作展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利69-70
• 致謝70

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1 張君毅;楊義先;;無線射頻注入的物理層分析[J];無線電工程;2009年02期

2 李寧;藺念;;HART協(xié)議物理層的實(shí)現(xiàn)[J];科技信息;2011年14期

3 龍航;袁廣翔;王靜;劉元安;;物理層安全技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J];電信科學(xué);2011年09期

4 陳永健;通信物理層基本概念(一)[J];信息系統(tǒng)工程;1998年01期

5 李錦輝,孫小菡,張明德,丁東;多媒體光纖工業(yè)專用網(wǎng)中物理層數(shù)據(jù)流的研究[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

6 張蕊;李波;;無線網(wǎng)絡(luò)物理層精確建模與仿真方法研究[J];微型電腦應(yīng)用;2010年06期

7 劉豐;;無線物理層信息安全探析[J];計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用;2012年03期

8 潘翔;歐陽紅升;高澤華;高峰;;IEEE 802.11 5GHz標(biāo)準(zhǔn)物理層研究[J];數(shù)據(jù)通信;2013年01期

9 肖宛陽;黃開枝;羅興國;洪穎;;基于博弈論的物理層安全建模及現(xiàn)狀分析[J];信息工程大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

10 張金寶;鄭洪明;談?wù)褫x;;基于平均互信息量的物理層抽象算法[J];高技術(shù)通訊;2009年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 文琪;李樂民;;3GPP LTE物理層關(guān)鍵技術(shù)[A];四川省通信學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

2 黃一平;;一種基于TD-SCDMA系統(tǒng)物理層原理的仿真實(shí)現(xiàn)[A];2009年研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)論文集[C];2009年

3 任焱鋒;;基于多天線的802．16e物理層仿真[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

4 芮鶴齡;;高速環(huán)境對(duì)TD—SCDMA系統(tǒng)物理層影響研究[A];2008年中國通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

5 陳宇;唐勇;李雷;蔣建鋒;饒敏;張明德;孫小菡;;考慮了物理層傳輸特性的IP-WDM光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分級(jí)模型[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

6 王月珍;;1xEV-DO Rev A與Rev 0的技術(shù)比較[A];廣東省通信學(xué)會(huì)2006年度學(xué)術(shù)論文集[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 湯銘;泛達(dá)推出統(tǒng)一物理層基礎(chǔ)設(shè)施策略[N];計(jì)算機(jī)世界;2008年

2 周;泛達(dá)推出統(tǒng)一物理層基礎(chǔ)設(shè)施策略[N];電腦商報(bào);2008年

3 張彤;UPI統(tǒng)一物理層基礎(chǔ)設(shè)施[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2008年

4 ;泰克為SATA修訂版3.0物理層測(cè)試提供測(cè)試文檔[N];電子報(bào);2008年

5 ;TI推出物理層/鏈路控制方案[N];中國電子報(bào);2001年

6 劉喜喜;欲引領(lǐng)未來布線技術(shù)走向 泛達(dá)發(fā)布UPI策略[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2008年

7 羅德與施瓦茨中國有限公司產(chǎn)品支持經(jīng)理 安毅;破解WiMAX物理層測(cè)試瓶頸[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2007年

8 本版編譯 周青;MBOA為UWB網(wǎng)絡(luò)定義新MAC[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

9 ;IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)巡禮[N];人民郵電;2002年

10 清水 編譯;802.11n助力下一代無線局域網(wǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2006年

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1 李娜;多用戶系統(tǒng)的物理層安全性能研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

2 朱斌;多用戶無線網(wǎng)絡(luò)中的干擾對(duì)齊和物理層安全研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 陳濤;無線網(wǎng)絡(luò)的物理層安全問題研究[D];華南理工大學(xué);2013年

4 周敏;基于能效的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

5 高暉;無線協(xié)作通信系統(tǒng)中的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

6 杜柏生;無線物理層多播中的預(yù)編碼技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

7 王曉煒;多用戶無線系統(tǒng)中的物理層保密通信研究[D];上海交通大學(xué);2014年

8 楊云川;面向物理層安全的預(yù)編碼技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳曉彬;協(xié)作通信中的物理層安全策略研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 祁偉強(qiáng);基于MIPI協(xié)議的LCD驅(qū)動(dòng)接口數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 盧冰冰;協(xié)作波束成形與多中繼物理層安全[D];山東大學(xué);2015年

4 張倩倩;OFDM雙向中繼網(wǎng)中基于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的資源分配研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 吳亞峰;協(xié)同中繼網(wǎng)絡(luò)物理層安全研究與性能分析[D];華僑大學(xué);2015年

6 程英杰;基于IEEE802.11物理層的工業(yè)無線通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2015年

7 許毅珠;基于協(xié)作干擾的無線物理層安全傳輸策略研究[D];南昌大學(xué);2015年

8 陳璐;基于多種調(diào)制方式的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼策略研究[D];北京理工大學(xué);2015年

9 喻帆;川慶公司智能化物理層網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

10 黃凱凱;物理層保密無線通信技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于凸優(yōu)化方法的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：300931