本文關(guān)鍵詞：中繼通信系統(tǒng)中基于協(xié)作干擾的物理層安全技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 物理層安全 人工噪聲 中繼選擇 協(xié)作干擾 安全和速率

【摘要】：隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)線通信對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生了越來(lái)越大的影響。近年來(lái),關(guān)于無(wú)線通信中的安全問(wèn)題的研究發(fā)展卻相對(duì)落后,已經(jīng)成為限制無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的重要因素。中繼通信中基于協(xié)作干擾的物理層安全技術(shù)主要是利用無(wú)線信道的唯一性和互易性,通過(guò)發(fā)送人工噪聲,干擾竊聽用戶的接收效果,同時(shí)保證合法用戶的信號(hào)接收,從而提高系統(tǒng)安全性能。本文以安全和速率作為衡量標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合中繼選擇策略、人工噪聲技術(shù)及波束成型技術(shù),對(duì)雙向中繼通信系統(tǒng)的安全性能進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下:(1)對(duì)中繼通信系統(tǒng)中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制及選擇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了討論,研究了在雙向中繼通信中基于中斷概率的中繼選擇方法和基于級(jí)聯(lián)信道的中繼選擇方法,對(duì)采用這兩種中繼選擇方法的雙向中繼系統(tǒng)的安全和速率進(jìn)行分析,研究結(jié)果表明,這兩種中繼選擇方法均可以顯著提升系統(tǒng)的安全性能。(2)將基于零空間的人工噪聲和中繼選擇策略相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種基于零空間人工噪聲的雙向中繼物理層安全方案。該方案首先利用基于級(jí)聯(lián)信道的中繼選擇方法將中繼節(jié)點(diǎn)分為協(xié)同干擾節(jié)點(diǎn)和協(xié)同中繼節(jié)點(diǎn),其中協(xié)同干擾節(jié)點(diǎn)采用噪聲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制發(fā)送人工噪聲,協(xié)同中繼節(jié)點(diǎn)采用放大轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制轉(zhuǎn)發(fā)消息。研究結(jié)果表明了此方案可以提高系統(tǒng)的安全性能。(3)設(shè)計(jì)了一種結(jié)合波束成型和中繼選擇的物理層安全方案。使人工噪聲在合法接收節(jié)點(diǎn)零陷波束成型,而竊聽節(jié)點(diǎn)卻受到人工噪聲影響,達(dá)到提升系統(tǒng)安全和速率的目的。仿真結(jié)果也表明了此方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：物理層安全 人工噪聲 中繼選擇 協(xié)作干擾 安全和速率
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN918
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 物理層安全技術(shù)的提出9-10
• 1.3 物理層安全技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文的研究工作及章節(jié)安排14-16
• 第二章 物理層安全的相關(guān)知識(shí)16-30
• 2.1 無(wú)線信道特性分析16-18
• 2.2 信息論基礎(chǔ)18-25
• 2.2.1 互信息與信道容量18-20
• 2.2.2 協(xié)同通信中的信道容量分析20-25
• 2.3 協(xié)作干擾技術(shù)25-29
• 2.3.1 協(xié)作干擾技術(shù)概述25-26
• 2.3.2 干擾信號(hào)分類26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 雙向中繼系統(tǒng)中的安全性能分析30-48
• 3.1 中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制與安全速率分析30-34
• 3.2 基于不同準(zhǔn)則的中繼選擇策略34-36
• 3.3 雙向中繼系統(tǒng)36-41
• 3.3.1 系統(tǒng)模型36-38
• 3.3.2 中斷概率分析38-40
• 3.3.3 基于中斷概率的雙向中繼選擇40
• 3.3.4 基于級(jí)聯(lián)信道增益的雙向中繼選擇40-41
• 3.4 安全性能分析41-43
• 3.5 計(jì)算機(jī)仿真與結(jié)果分析43-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第四章 雙向中繼系統(tǒng)中聯(lián)合協(xié)作干擾及中繼選擇的物理層安全方案48-58
• 4.1 系統(tǒng)模型描述48-49
• 4.2 級(jí)聯(lián)信道中繼選擇結(jié)合人工噪聲的傳輸方案49-53
• 4.2.1 零空間人工噪聲技術(shù)49-50
• 4.2.2 傳輸方案描述50-51
• 4.2.3 仿真結(jié)果及分析51-53
• 4.3 級(jí)聯(lián)信道中繼選擇結(jié)合波束成型的傳輸方案53-57
• 4.3.1 波束成型技術(shù)53-55
• 4.3.2 傳輸方案描述55-56
• 4.3.3 仿真結(jié)果及分析56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 總結(jié)58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文63-64
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利64-65
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目65-66
• 致謝66

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