本文關(guān)鍵詞：能量采集與協(xié)作網(wǎng)絡中的物理層安全傳輸機制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于無線傳輸介質(zhì)的開放性,無線通信中信息的安全傳輸是一個重要的問題,而竊聽是威脅信息安全的主要形式。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)對抗竊聽的加密編碼方法面臨越來越大的挑戰(zhàn)。物理層安全則是在物理層上利用無線信道的物理特性來實現(xiàn)信息的安全傳輸。隨著多天線和協(xié)作通信等無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,在物理層上實現(xiàn)信息的安全傳輸成為可能。能量采集與能量協(xié)作是實現(xiàn)綠色通信的重要途徑。本文研究能量采集與能量協(xié)作網(wǎng)絡中的物理層安全問題,應用波束賦形和協(xié)作通信技術(shù),在物理層上實現(xiàn)信息的保密傳輸。論文的工作如下:1.研究在由一個源端、一個目的端、一個竊聽端和一個多天線中繼節(jié)點組成的系統(tǒng)模型中,通過協(xié)作干擾和能量協(xié)作實現(xiàn)信息保密傳輸?shù)膯栴}。模型中,中繼節(jié)點通過發(fā)送經(jīng)過波束賦形的干擾信號干擾竊聽者。由于中繼自身無可用能量,需要由源端在其能量約束范圍內(nèi)向中繼轉(zhuǎn)移能量用于人工噪聲的發(fā)送。通過理論分析,得到能量轉(zhuǎn)移量、能量轉(zhuǎn)移時間分配和中繼干擾信號波束賦形的優(yōu)化方案。仿真結(jié)果表明,在不消耗中繼自身能量的條件下,與直接傳輸相比,能量協(xié)作和協(xié)作干擾方案能夠顯著提高系統(tǒng)的保密傳輸速率。2.研究由單天線的源-目的端和一個能量受限的多天線中繼組成的無線網(wǎng)絡中,存在一個單天線竊聽者時信息的保密傳輸問題。中繼由于本身可用能量較少,需要使用能量采集手段收集能量提高轉(zhuǎn)發(fā)信號的功率。中繼的天線分為兩組,一組接收并轉(zhuǎn)發(fā)信息,另一組將收到的信號轉(zhuǎn)換為電能用于信號的轉(zhuǎn)發(fā)。中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)信號時采用波束賦形技術(shù)來防止竊聽者獲得信息。以最大化保密速率為目標,對放大轉(zhuǎn)發(fā)的波束賦形方案和中繼天線分組方案進行優(yōu)化。給出了性能最優(yōu)的遍歷天線分組方案和低復雜度的次優(yōu)天線分組方案。仿真結(jié)果表明,通過合理地安排中繼的部分天線進行能量采集,以及優(yōu)化中繼波束賦形能夠顯著提高系統(tǒng)的保密性能。
【關(guān)鍵詞】：物理層安全 保密速率 能量協(xié)作 能量采集 波束賦形
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN918
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 注釋表10-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 選題背景與意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 物理層安全研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 能量采集與能量協(xié)作研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 新能源網(wǎng)絡中的物理層安全研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文的主要工作及章節(jié)安排17-18
• 第2章 物理層安全及能量采集與協(xié)作技術(shù)簡介18-32
• 2.1 物理層安全概述18-21
• 2.1.1 竊聽信道模型18-20
• 2.1.2 安全性能指標20-21
• 2.2 物理層安全中的關(guān)鍵技術(shù)21-25
• 2.2.1 波束賦形技術(shù)21-23
• 2.2.2 人工噪聲技術(shù)23-25
• 2.3 協(xié)作中繼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議25-29
• 2.3.1 放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議26-28
• 2.3.2 譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議28-29
• 2.4 能量采集與協(xié)作29-31
• 2.4.1 能量采集與協(xié)作的基本概念29-30
• 2.4.2 無線能量傳輸技術(shù)30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于協(xié)作干擾和能量協(xié)作的保密傳輸方案32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 系統(tǒng)模型和協(xié)作方案32-35
• 3.2.1 系統(tǒng)模型32-33
• 3.2.2 協(xié)作方案33-35
• 3.3 保密速率的優(yōu)化分析35-41
• 3.3.1 能量轉(zhuǎn)移時間固定35-39
• 3.3.2 能量轉(zhuǎn)移時間可變39-41
• 3.4 仿真結(jié)果及分析41-46
• 3.4.1 中繼位置對能量轉(zhuǎn)移比例和保密速率的影響42-44
• 3.4.2 源端的初始能量對能量轉(zhuǎn)移比例和保密速率的影響44-45
• 3.4.3 能量傳輸速率對能量轉(zhuǎn)移比例和保密速率的影響45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 基于中繼波束賦形和能量采集的保密傳輸方案48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 系統(tǒng)模型48-51
• 4.3 優(yōu)化問題分析51-55
• 4.3.1 優(yōu)化問題的數(shù)學模型51-52
• 4.3.2 波束賦形設(shè)計52-54
• 4.3.3 遍歷的天線分組方案54
• 4.3.4 低復雜度的天線分組方案54-55
• 4.4 仿真結(jié)果及分析55-60
• 4.4.1 中繼位置對保密性能的影響56-57
• 4.4.2 源端發(fā)送功率對保密性能的影響57-58
• 4.4.3 中繼天線數(shù)目對保密性能的影響58-59
• 4.4.4 中繼自身發(fā)送功率對保密性能的影響59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 本文工作總結(jié)62
• 5.2 后續(xù)的研究工作62-64
• 參考文獻64-69
• 附錄A 式(4.14)最大值問題的證明69-71
• 附錄B 式(4.17)的求解71-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 畢奇;謝偉良;陳鵬;;LTE多天線技術(shù)發(fā)展趨勢[J];電信科學;2014年10期

2 Biao He;Xiangyun Zhou;Thushara D.Abhayapala;;Wireless Physical Layer Security with Imperfect Channel State Information: A Survey[J];ZTE Communications;2013年03期

3 杜冬梅;何青;張志;;無線傳感器網(wǎng)絡能量收集技術(shù)分析[J];微納電子技術(shù);2007年Z1期

  本文關(guān)鍵詞：能量采集與協(xié)作網(wǎng)絡中的物理層安全傳輸機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：260688