【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們在日常生活中更加頻繁使用相關(guān)產(chǎn)品,智能通信設(shè)備和新型應(yīng)用的激增導(dǎo)致無線數(shù)據(jù)流量爆炸式增長,需要更多的頻段來容納,然而現(xiàn)今可利用的頻譜資源有限且擁擠,如何解決頻譜資源稀缺的問題成為了人們目前研究的重點。為了能夠提高有限頻譜資源的利用率,人們提出了頻譜共享技術(shù),重新定位已有的頻譜來獲得更多的頻譜資源。然而無線信道本身廣播式的傳輸特性和信道內(nèi)的信號會疊加,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的惡意用戶會威脅到合法用戶的安全,網(wǎng)絡(luò)的安全性需要高度關(guān)注,目前傳統(tǒng)的安全保密技術(shù)是上層的加密技術(shù),但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及計算能力的增加,高復(fù)雜度的安全密鑰存在泄漏的危險,因而人們提出了物理層安全技術(shù),利用無線傳輸鏈路的動態(tài)特性,例如物理層傳輸介質(zhì)的隨機性,信道狀態(tài)的時變等物理特性來實現(xiàn)物理層傳輸?shù)谋Ｃ苄院涂煽啃�。在�?dāng)前對頻譜資源利用率的研究中,大部分人們是分開研究認知無線電網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性和利用非正交多址技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性能,對于基于非正交多址技術(shù)的認知無線電網(wǎng)絡(luò)的研究較為缺乏,尤其是次級網(wǎng)絡(luò)中的資源分配問題的研究較少,另外從物理層的角度來分析基于非正交多址技術(shù)的認知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全性的研究同樣較為稀缺。因而對于以上顯露出的問題,本文重點研究網(wǎng)絡(luò)中存在一對初級用戶,一個次級基站及其服務(wù)多個次級用戶,并且次級用戶之間利用非正交多址技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)模型,關(guān)注次級網(wǎng)絡(luò)中的資源分配情況,以及當(dāng)竊聽者存在于網(wǎng)絡(luò)中是如何利用物理層安全技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。綜上所述,本篇論文的重點研究內(nèi)容和主要的創(chuàng)新點總結(jié)如下:1.關(guān)注基于非正交多址技術(shù)的認知無線電網(wǎng)絡(luò)中次級網(wǎng)絡(luò)資源分配問題,旨在提高頻譜利用率的同時,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中功率等資源達到網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)。本文提出了次級用戶選擇算法和次級用戶功率分配算法,獲得最合適的次級用戶組合情況并對選出的用戶進行功率優(yōu)化,達到最優(yōu)的系統(tǒng)吞吐量,獲得最好的傳輸狀態(tài)。2.針對有竊聽者的認知無線電網(wǎng)絡(luò)場景,從物理層的角度分析次級網(wǎng)絡(luò)和整個網(wǎng)絡(luò)的安全性。網(wǎng)絡(luò)中用戶的安全和速率為系統(tǒng)安全性的評判指標(biāo),通過提出的次級網(wǎng)絡(luò)功率分配算法優(yōu)化各個次級用戶的功率和整個網(wǎng)絡(luò)的功率分配算法優(yōu)化初級網(wǎng)絡(luò)和次級網(wǎng)絡(luò)的功率來分別獲得次級網(wǎng)絡(luò)和整個網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)的安全和速率,以保證信息的安全可靠傳輸。全文共5章,圖18幅,表格6個,參考文獻70篇。
【圖文】：

要重點在于功率域中的ＮＯＭＡ技術(shù)。不同于其他的已有的正交多址方案，ＮＯＭＡ逡逑技術(shù)引入了一個新的功率域，由此同一階段接入的用戶數(shù)量會增多。其具體的時逡逑域、頻域、功率域的映射情況如圖２－１所示，每個子信道之間的傳輸方式是正交頻逡逑分復(fù)用的模式，也就是子信道之間是正交的，互不干擾，同一子信道上不同用戶逡逑之間是非正交傳輸?shù)�，所謂非正交就是說用戶之間的數(shù)據(jù)可以在同一個時隙，同逡逑一個頻點上傳輸，而僅僅依靠功率的不同來區(qū)分用戶。如圖２－１中，用戶１和用戶逡逑３在同一頻域、時域上傳輸數(shù)據(jù)，而依靠功率的不同來區(qū)分用戶。同一個子信道上逡逑多個用戶共享，因而同一段頻譜帶能夠得到更加充分的利用。逡逑八逡逑功邐ｆ，邐用戶逡逑｜邐－．．．邋‘邐—＾ｉ｜逡逑￣ｍ邐用戶３：邐ｆ邋０逡逑」邋ｒ邐＼＼￣－．—．．．．．．．逡逑頻域逡逑圖２－１非正交多址接入模型逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ＮＯＭＡ逡逑ＮＯＭＡ技術(shù)的基本思想是在發(fā)送端采用功率復(fù)用技術(shù)，主動引入干擾信息，逡逑多種信息非正交發(fā)送

的性能條件，提高系統(tǒng)的整體性能，同時不同的用戶分配不同的信號功率又能達逡逑到區(qū)分用戶的目的。功率復(fù)用狀態(tài)下用戶傳輸信息時采用疊加編碼的方式，，將信逡逑息進行線性疊加，得到調(diào)制信號和［４５］。如圖２－２展示了發(fā)送端如何將兩個用戶信逡逑息進行疊加編碼的過程，其中發(fā)射功率較高的用戶１的正交相移鍵控（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ逡逑Ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔ邋Ｋｅｙｉｎｇ，ＱＰＳＫ）星座圖疊加在發(fā)射功率較低的用戶２的ＱＰＳＫ星座圖逡逑上，得到疊加后的信號Ｘ可以表示為逡逑Ｘ邋＝邋ｙｊａ＇Ｐｘ＇邋＋邋ｙｊａ２Ｐｘ２邐（２－１）逡逑其中，＝邋２）為功率分配因子，表示分配給用戶／的功率與總功率Ｐ的占比，逡逑并且其滿足％邋＋ａ２邋＝１的約束。逡逑Ｑ邐Ｑ邐ｔＱ逡逑0邐／邐．邋＾邋？邋，邋一＾逡逑？邋＃逡逑0邐0逡逑ａ）用戶１信號＇的星座圖邐ｂ）用戶２信號尤２的星座圖邐ｃ）疊加信號Ｘ的星座圖逡逑ａ）邋ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｉｇｎａｌ邐ｂ）邋ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｉｇｎａｌ邋ｘ２邐ｃ）邋ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｉｇｎａｌ邋Ｘ逡逑圖２－２疊加編碼示例逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ａｎ邋ｅｘａｍｐｌｅ邋ｏｆ邋ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｃｏｄｉｎｇ邋ｅｎｃｏｄｉｎｇ逡逑接收端接收到的為疊加編碼后的信息，通過ＳＩＣ技術(shù)可以獲得每個用戶自己所逡逑需的信息［４６］。具體每個信號獲取過程如圖２－３所示，檢測之前，接收到的信號按逡逑照功率大小排序
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN925

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 秦勉;認知無線電系統(tǒng)中物理層安全傳輸方法研究[D];鄭州大學(xué);2018年

2 李振;協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)中物理層安全問題研究[D];北京交通大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 曹雍;基于用戶公平性的非正交多址（NOMA）系統(tǒng)用戶配對和功率分配技術(shù)的研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

本文編號：2703718