本文關(guān)鍵詞：基于人工噪聲干擾的物理層安全傳輸研究　出處：《南昌大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 物理層安全 人工噪聲干擾 功率分配 保密容量 信息與能量同時(shí)傳輸

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,無線通信系統(tǒng)所面臨的安全形勢也變得更加復(fù)雜化和多樣化。傳統(tǒng)的加密算法并不能有效的解決無線通信系統(tǒng)中面臨的安全威脅,物理層安全為實(shí)現(xiàn)無線通信系統(tǒng)信息安全傳輸提供一個(gè)全新的視角。物理層安全的基本思想是利用無線信道的互易性、時(shí)變性和隨機(jī)性等特性實(shí)現(xiàn)信息的安全傳輸。本文提出一種基于人工噪聲干擾的物理層安全傳輸策略,利用功率分配技術(shù)將人工噪聲添加到用戶私密信息中,以降低竊聽信道的傳輸質(zhì)量。分析竊聽節(jié)點(diǎn)的空域分布,研究信道衰落對于系統(tǒng)保密性能的影響。本文的主要研究成果如下:針對AF協(xié)議的多用戶不受信中繼網(wǎng)絡(luò),采用三時(shí)隙時(shí)分控制的多用戶協(xié)作傳輸協(xié)議。通過對多用戶竊聽信道建立數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出系統(tǒng)保密容量的數(shù)學(xué)表達(dá)式�；谟脩舯Ｃ苋萘孔钚≈档淖畲蠡拖到y(tǒng)保密容量最大化兩種不同的標(biāo)準(zhǔn),利用SQP算法求解系統(tǒng)最佳功率分配因子。MATLAB仿真結(jié)果表明本文提出的聯(lián)合人工噪聲干擾和協(xié)作分集的傳輸策略可以有效的提高系統(tǒng)的保密性能。將上述研究成果進(jìn)一步推廣到DF協(xié)議的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中,面對雙向中繼竊聽信道提出一種基于人工噪聲干擾和信息與能量同時(shí)傳輸(SWIPT)的傳輸策略。雙向中繼網(wǎng)絡(luò)采用兩時(shí)隙傳輸方案,能量收集節(jié)點(diǎn)利用自身在第一時(shí)隙收集的能量在第二時(shí)隙發(fā)射人工噪聲干擾。通過對信道的建模,推導(dǎo)系統(tǒng)保密容量的數(shù)學(xué)表達(dá)式。分析SWIPT技術(shù)對系統(tǒng)功率分配因子和系統(tǒng)保密容量的增益。仿真結(jié)果表明聯(lián)合人工噪聲干擾和SWIPT技術(shù)可以進(jìn)一步提高雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的保密性能。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology. The security situation of wireless communication systems has become more complex and diversified. Traditional encryption algorithms can not effectively solve the security threats in wireless communication systems. Physical layer security provides a new perspective for the secure transmission of information in wireless communication systems. The basic idea of physical layer security is to make use of the reciprocity of wireless channels. In this paper, a physical layer security transmission strategy based on artificial noise interference is proposed, and the artificial noise is added to the user's private information by power allocation technology. In order to reduce the transmission quality of eavesdropping channel, the spatial distribution of eavesdropping nodes is analyzed. The main results of this paper are as follows: Multi-user untrusted relay network for AF protocol. The multi-user cooperative transmission protocol based on three-slot time division control is used to establish the mathematical model of multi-user eavesdropping channel. The mathematical expression of the system security capacity is derived. Based on the maximization of the minimum user security capacity and the maximum system security capacity, two different standards are proposed. The SQP algorithm is used to solve the optimal power allocation factor of the system. The simulation results show that the proposed joint artificial noise interference and cooperative diversity transmission strategy can effectively improve the security performance of the system. The above research results are further extended to the bidirectional relay network of DF protocol. A transmission strategy based on artificial noise interference and simultaneous transmission of information and energy is proposed for bidirectional relay eavesdropping channel. Two-slot transmission scheme is adopted in bidirectional relay network. The energy collection node emits artificial noise interference in the second time slot using the energy collected by itself in the first time slot. The mathematical expression of system security capacity is derived. The gain of power allocation factor and system security capacity by SWIPT technology is analyzed. The simulation results show that the combined artificial noise interference and SWIPT technique can be combined with each other. Step-by-step to improve the security performance of two-way relay networks.
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN918

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本文編號：1431427