無線攜能通信技術,能夠在保持有效通信的同時為網(wǎng)絡中能量受限的節(jié)點提供穩(wěn)定而持續(xù)的電源供應。然而,其作為無線通信的拓展與延伸,同樣面臨著信息泄露的安全威脅。近些年興起的物理層安全技術,作為高層加密手段的重要補充,能夠利用無線信道的“指紋特性”以較低的計算復雜度保證通信過程安全不受竊聽,為無線攜能通信系統(tǒng)的安全防護提供了全新的思路。無線攜能通信中的物理層安全技術研究剛剛起步,相關工作尚且比較有限,仍存在幾點問題亟待解決:1)缺乏結(jié)合無線信道時變特性對能量傳遞與信息傳輸之間安全需求差異的考慮;2)缺乏適用于無線攜能通信系統(tǒng)中上行鏈路的安全傳輸方案;3)缺乏對多小區(qū)攜能通信網(wǎng)絡中能量效率與平均安全性能的考慮。受此驅(qū)動,本文依托國家自然科學基金項目與國家高技術研究發(fā)展計劃(“863”計劃)基金對無線攜能通信中的物理層安全傳輸技術展開研究。首先,考慮無線攜能通信系統(tǒng)中的單小區(qū)覆蓋場景,針對下行鏈路提出一種機會式傳輸方案來保證安全性能;針對上行鏈路提出一種基于能量門限的on-off安全傳輸方案,以適當?shù)膫鬏斞舆t換取安全增益。最后,考慮無線攜能通信技術在異構(gòu)網(wǎng)絡中部署的場景,提出一種多小區(qū)聯(lián)合波束成形...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

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摘要
Abstract
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第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 無線攜能通信息技術的興起
        1.1.2 無線攜能通信中的安全威脅
        1.1.3 物理層安全技術的興起
        1.1.4 無線攜能通信中的物理層安全技術研究
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無線攜能通信技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無線攜能通信中的物理層安全傳輸?shù)膰鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 現(xiàn)有研究中存在的不足
    1.4 論文主要內(nèi)容
    1.5 論文章節(jié)安排
第二章 無線攜能通信系統(tǒng)物理層安全研究相關理論技術概述
    2.1 物理層安全技術
        2.1.1 波束成形技術
        2.1.2 人工噪聲技術
    2.2 無線攜能通信中的物理層安全模型
        2.2.1 時域切換型
        2.2.2 功率分割型
    2.3 基于隨機幾何的通信系統(tǒng)建模概述
        2.3.1 基于泊松點過程建模的基礎理論
        2.3.2 基于泊松簇過程建模的基礎理論
    2.4 凸優(yōu)化理論概述
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于動態(tài)“信-能”切換的機會式安全傳輸方案
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 位置拓撲
        3.2.2 通信模型
        3.2.3 非線性能量采集模型
        3.2.4 信道模型
    3.3 基于動態(tài)“信-能”切換的機會式安全傳輸方案
    3.4 性能分析
        3.4.1 信息傳輸性能
        3.4.2 能量輸送性能
    3.5 門限優(yōu)化
    3.6 仿真實驗
        3.6.1 線性與非線性能量采集模型對比分析
        3.6.2 門限優(yōu)化結(jié)果
        3.6.3 方案性能對比
        3.6.4 系統(tǒng)參數(shù)分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于能量門限的on-off安全傳輸方案
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
    4.3 基于能量門限的on-off安全傳輸方案
    4.4 安全性能分析
    4.5 雙門限優(yōu)化
        4.5.1 最優(yōu)選擇算法
        4.5.2 次優(yōu)簡化算法
    4.6 實驗仿真
        4.6.1 算法性能對比
        4.6.2 系統(tǒng)參數(shù)影響
    4.7 本章小結(jié)
第五章 異構(gòu)攜能通信網(wǎng)絡中基于安全能量效率公平性的聯(lián)合波束成形方案
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型與問題描述
        5.2.1 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
        5.2.2 信號模型
        5.2.3 非線性能量采集模型
        5.2.4 問題描述
    5.3 基于安全能量效率公平性的聯(lián)合波束設計
        5.3.1 波束設計方案的數(shù)學建模
        5.3.2 最優(yōu)聯(lián)合波束成形矢量求解
        5.3.3 求解算法總結(jié)與復雜度分析
    5.4 基于交替方向乘子算法的分布式求解方法
        5.4.1 構(gòu)造增廣懲罰問題
        5.4.2 雙變量對偶分解
        5.4.3 變量迭代更新
        5.4.4 算法總結(jié)
        5.4.5 信令開銷
        5.4.6 單基站計算復雜分析
    5.5 仿真實驗
    5.6 本章小結(jié)
    5.7 附錄命題1的證明
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本工作總結(jié)
    6.2 前景展望
致謝
參考文獻
作者簡歷



本文編號：3831799