隨著當(dāng)下信息時代通信業(yè)務(wù)的需求量大幅度增加,使得稀缺的頻譜資源和低下的利用率之間的矛盾日益激化。為了解決這一問題,結(jié)合了認(rèn)知無線電與中繼協(xié)作技術(shù)的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生,不但可以擴(kuò)展無線覆蓋區(qū)域,還能提高頻譜利用率。然而,無線通信因其天然的開放性和廣播性特點(diǎn),極易受到竊聽和干擾等安全威脅。尤其在認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)傳輸中,這種威脅更大,傳統(tǒng)的鏈路層安全機(jī)制很難從根本上應(yīng)對這些安全威脅,保護(hù)無線通信系統(tǒng)的安全。物理層安全通過利用無線信道的物理特性和干擾特性來提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能,對于解決無線通信的安全問題具有很大的潛力。本文重點(diǎn)研究認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的物理層安全問題。通過在網(wǎng)絡(luò)中引入?yún)f(xié)作干擾,開展了如下兩個方面的研究:針對中繼可信的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)模型的安全傳輸問題,提出了基于傳輸中繼和干擾中繼聯(lián)合優(yōu)化選擇的物理層安全方案。通過優(yōu)化選取協(xié)作傳輸中繼和協(xié)作干擾中繼實(shí)現(xiàn)信息的安全傳輸,分析推導(dǎo)出瑞利衰落環(huán)境下所提方案保密中斷概率的閉式表達(dá)式,并在此基礎(chǔ)上做了大量仿真分析研究。數(shù)值仿真結(jié)果表明,在不同場景情況下,傳輸中繼和干擾中繼聯(lián)合優(yōu)化選擇方案均可實(shí)現(xiàn)較低的保密中斷概率,可以提升認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)陌踩阅�。�?.. 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單中繼選擇方式

圖 2 多中繼選擇方式繼網(wǎng)絡(luò)中需借助中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)助信息傳輸，此時中繼節(jié)點(diǎn)采用的著重要角色。目前，中繼協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)主要采用放大轉(zhuǎn)發(fā)（）和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)（Decode and Forword, DF）兩種協(xié)作模式[38]。當(dāng)時，中繼節(jié)點(diǎn)會先對接收到的信號進(jìn)行放大處理，然后再向目放大系數(shù)可以改變原有傳輸信號的發(fā)射功率，從而實(shí)現(xiàn)所需中放大系數(shù)也可以根據(jù)實(shí)時的瞬時信道狀態(tài)信息進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)有實(shí)現(xiàn)簡單和轉(zhuǎn)發(fā)處理時延小等優(yōu)點(diǎn)，但同時也存在擴(kuò)大噪聲轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作模式時，中繼節(jié)點(diǎn)會先對接收信號進(jìn)行解譯，然后將目的節(jié)點(diǎn)。通過解譯處理，可以消除信息傳輸過程中噪聲等干只有正確譯碼才能進(jìn)行信息傳輸，也有利于信息傳輸?shù)恼_性升信息傳輸?shù)目煽啃院桶踩裕捎谛枰M(jìn)行解碼和編碼操

第二章 相關(guān)理論概述及技術(shù)介紹說次用戶需要借助頻譜感知來準(zhǔn)確獲得授權(quán)頻段的空閑時段，在這一條件下才能進(jìn)行自己的信息傳輸[39]。機(jī)會接入頻譜共享方式下認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型如圖 3 所示，其中PT 為主用戶傳輸節(jié)點(diǎn)，PD 為主用戶目的節(jié)點(diǎn)，ST 為次用戶傳輸節(jié)點(diǎn)，Rk為 K 個中繼節(jié)點(diǎn)，SD 為次用戶目的節(jié)點(diǎn)，E 為竊聽節(jié)點(diǎn)。由于這種先感知后接入的頻譜共享方式，次用戶網(wǎng)絡(luò)的通信只能在主用戶空閑時才能進(jìn)行，這就使得原有系統(tǒng)模型中主用戶網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍將次用戶網(wǎng)絡(luò)包含。采用機(jī)會接入頻譜共享方式可以保證主用戶網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量不受干擾，使得次用戶網(wǎng)絡(luò)通信時的傳輸功率不再受嚴(yán)格約束，從而次用戶網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍也會得到擴(kuò)展。需要注意的是，采用機(jī)會接入頻譜共享方式時，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的頻譜空洞檢測，當(dāng)主用戶恢復(fù)通信狀態(tài)時也需要及時的切換出授權(quán)頻段，這些大大提升了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。綜上所述，該方式下的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)具有一定的應(yīng)用前景，但仍存在一些復(fù)雜的技術(shù)性問題急需解決。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于中繼聯(lián)合優(yōu)化選擇的物理層安全方案[J]. 王少迪,高寶建,張育鋮,趙澤.  計(jì)算機(jī)工程. 2019(02)
[2]基于多竊聽協(xié)作的最佳中繼安全可靠性能研究[J]. 李美玲,董增壽,王鋼飛,路兆銘.  通信學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]認(rèn)知多中繼網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合中繼選擇與預(yù)編碼算法[J]. 宋明紅,吳波,劉春曉.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(10)
[4]基于時頻資源分配的認(rèn)知無線中繼網(wǎng)絡(luò)物理層安全研究[J]. 高銳鋒,倪丹艷,包志華,胡英東.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(04)
[5]聯(lián)合多用戶調(diào)度與協(xié)作干擾選擇的無線物理層安全研究[J]. 鄒玉龍,蔣元.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2015(04)
[6]竊聽環(huán)境下協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會中繼選擇方法[J]. 李國兵,惠鏸.  計(jì)算機(jī)工程. 2015(05)
[7]基于多節(jié)點(diǎn)分組協(xié)作干擾的無線物理層安全傳輸[J]. 鄧浩,王慧明,王文杰.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2014(11)
[8]基于位置的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中繼選擇與功率分配[J]. 雷維嘉,崔軍,謝顯中.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中次用戶平均吞吐量的優(yōu)化[J]. 劉洋,崔穎,李鷗.  電子與信息學(xué)報(bào). 2014(07)
[10]無線通信物理層安全方法綜述[J]. 胡愛群,李古月.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2014(03)

碩士論文
[1]衰落環(huán)境下無線認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)傳輸性能與物理層安全研究[D]. 陳蕾.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[2]無線協(xié)作通信系統(tǒng)傳輸方案與中繼選擇優(yōu)化方案的研究[D]. 趙問吉.杭州電子科技大學(xué) 2014



本文編號：3627717