本文關(guān)鍵詞：瑞利衰落信道下協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)安全性能的研究

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【摘要】：無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)是一種多跳、對等網(wǎng)絡(luò),與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)不同,該網(wǎng)絡(luò)的組建具有靈活、快捷的優(yōu)點,但是容易受到竊聽威脅。傳統(tǒng)的密鑰機制在無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用面臨很多困難,阻礙了無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用。物理層安全相關(guān)技術(shù)為解決無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的安全問題提供了一種新的思路。另外,協(xié)作干擾能較好地提升無線通信系統(tǒng)物理層安全性能。在瑞利衰落信道條件下,本文以協(xié)作干擾為主要研究內(nèi)容,分析協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)的安全性能,并提出提升系統(tǒng)安全性能的方法。首先,針對中繼節(jié)點不可信,給出了外部節(jié)點協(xié)作干擾和目的節(jié)點協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)的攔截概率閉合表達式,仿真驗證了這兩種系統(tǒng)的攔截概率表達式,并從攔截概率、保密遍歷容量和干擾發(fā)送的路徑等幾個方面對比了這兩種中繼系統(tǒng)的安全性能。其次,針對中繼節(jié)點可信,給出了有協(xié)作干擾的中繼系統(tǒng)的保密中斷概率閉合表達式。仿真驗證了表達式的正確性,并將其與傳統(tǒng)的無協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)進行了對比。仿真結(jié)果表明:在較低信噪比區(qū)域,放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的安全性能優(yōu)于譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng),在較高信噪比區(qū)域,結(jié)果反之;在一些場景下,協(xié)作干擾能夠較好地提升中繼系統(tǒng)的安全性能。最后,為進一步提升系統(tǒng)性能,當(dāng)協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中有多個中繼節(jié)點存在時,假定中繼節(jié)點-竊聽者鏈路信道狀態(tài)信息未知,提出了利用發(fā)送端-中繼節(jié)點鏈路和中繼節(jié)點-目的端鏈路信道狀態(tài)信息,使得保密中斷概率最小化的中繼選擇方法,并分析了進行中繼選擇后,無協(xié)作干擾放大轉(zhuǎn)發(fā)、無協(xié)作干擾譯碼轉(zhuǎn)發(fā)、有協(xié)作干擾放大轉(zhuǎn)發(fā)和有協(xié)作干擾譯碼轉(zhuǎn)發(fā)四種中繼系統(tǒng)的保密中斷概率的閉合表達式。仿真驗證了表達式的正確性,同時對比了四種中繼系統(tǒng)的保密中斷概率性能和保密遍歷容量性能。仿真結(jié)果表明,協(xié)作干擾能夠較好的改善中繼系統(tǒng)的安全性能,并且即使當(dāng)竊聽者靠近中繼節(jié)點集合時,采用協(xié)作干擾的中繼系統(tǒng)的安全性能仍然保持在較好水平。
【關(guān)鍵詞】：瑞利衰落 無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò) 物理層安全 協(xié)作干擾 保密中斷概率 放大轉(zhuǎn)發(fā) 譯碼轉(zhuǎn)發(fā)
【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】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 協(xié)作中繼系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 衰落信道下物理層安全的研究現(xiàn)狀15
• 1.2.3 天線選擇和中繼選擇技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題的研究意義16-17
• 1.4 本文的主要內(nèi)容17-18
• 1.5 本文的安排18-19
• 第二章 相關(guān)背景知識19-28
• 2.1 瑞利衰落信道模型19-21
• 2.2 經(jīng)典竊聽信道模型21-22
• 2.3 保密容量與保密中斷概率22-25
• 2.4 無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境25-26
• 2.5 轉(zhuǎn)發(fā)策略26-27
• 2.5.1 放大轉(zhuǎn)發(fā)策略26-27
• 2.5.2 譯碼轉(zhuǎn)發(fā)策略27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 中繼不可信協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)的安全性能分析28-36
• 3.1 研究背景分析28
• 3.2 系統(tǒng)模型28-29
• 3.3 RS-ECJ系統(tǒng)信號傳輸過程和攔截概率29-31
• 3.4 RS-DCJ系統(tǒng)信號傳輸過程和攔截概率31-32
• 3.5 仿真分析32-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 中繼可信協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)的安全性能分析36-50
• 4.1 研究背景分析36-37
• 4.2 傳統(tǒng)無協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)的保密中斷概率37-41
• 4.2.1 系統(tǒng)模型37
• 4.2.2 T-AF系統(tǒng)37-39
• 4.2.3 T-DF系統(tǒng)39-41
• 4.3 有協(xié)作干擾中繼系統(tǒng)的保密中斷概率41-45
• 4.3.1 系統(tǒng)模型41-42
• 4.3.2 AFJ系統(tǒng)42-44
• 4.3.3 DFJ系統(tǒng)44-45
• 4.4 仿真分析45-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 使得保密中斷概率最小化的中繼選擇方法50-66
• 5.1 研究背景分析50-51
• 5.2 系統(tǒng)模型51-52
• 5.3 中繼選擇52-59
• 5.3.1 T-AF-ORS系統(tǒng)52-53
• 5.3.2 AFJ-ORS系統(tǒng)53-55
• 5.3.3 T-DF-ORS系統(tǒng)55-57
• 5.3.4 DFJ-ORS系統(tǒng)57-59
• 5.4 仿真分析59-65
• 5.4.1 分析驗證59-61
• 5.4.2 四種中繼系統(tǒng)性能對比61-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 本文總結(jié)66
• 6.2 工作展望66-68
• 參考文獻68-71
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文71-72
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目72-73
• 致謝73

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4 石t，

本文編號：989944