【摘要】：近年來,隨著無線中繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)展,人們?cè)跐M足自身通信需求的前提下,對(duì)信息安全性提出了更高的要求。傳統(tǒng)SIMO無線竊聽中繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在提高用戶信息安全率的同時(shí),存在著中繼功率分配不合理,以及當(dāng)外界環(huán)境變化較快時(shí)傳統(tǒng)研究方法將不適用等問題。另外,在MIMO多組播無線中繼網(wǎng)絡(luò)中,用戶通信質(zhì)量與信道擾動(dòng)成正相關(guān)關(guān)系,與中繼的發(fā)射功率也成正相關(guān)關(guān)系。在一定的信道擾動(dòng)下,對(duì)中繼處能量進(jìn)行合理的資源配置,迫在眉睫。因此,為了解決上述所遇到的問題,本文在傳統(tǒng)無線中繼網(wǎng)絡(luò)算法基礎(chǔ)上做了以下改進(jìn):針對(duì)SIMO無線竊聽中繼網(wǎng)絡(luò)中,信道已知情況下的傳統(tǒng)方法,對(duì)于中繼處的功率分配不合理以及當(dāng)外界環(huán)境變化較快時(shí)將不適用等問題,分別提出了中繼功率最優(yōu)分配算法和隨機(jī)波束形成算法。(1)在中繼功率最優(yōu)分配算法中,以最大化用戶信息安全率為目標(biāo)函數(shù),以中繼的發(fā)射功率為約束條件,采用變量松弛技術(shù)、半正定規(guī)劃技術(shù)以及Charnes-Cooper變換將目標(biāo)函數(shù)與約束條件中的非凸形式轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)凸形式,進(jìn)而利用一維搜索法和二分法算法找到中繼功率最優(yōu)分配策略以及最優(yōu)權(quán)值矢量。(2)在隨機(jī)波束形成算法中,利用信道狀態(tài)先驗(yàn)信息,引入時(shí)變的權(quán)值矢量,以最大化用戶信息安全率為目標(biāo)函數(shù),以權(quán)值矢量的功率期望為約束條件,采用變量松弛技術(shù)、半正定規(guī)劃技術(shù)以及Charnes-Cooper變換將目標(biāo)函數(shù)與約束條件中的非凸形式轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)凸形式,進(jìn)而,基于上述凸問題,分別探討了權(quán)值矢量在復(fù)高斯分布和橢圓分布下的用戶最大信息安全率。最后,研究數(shù)值結(jié)果表明了上述兩種算法的有效性。針對(duì)MIMO多組播無線中繼網(wǎng)絡(luò)中外界信道擾動(dòng)系數(shù)不確定問題,提出了一種基于外界信道擾動(dòng)系數(shù)評(píng)估算法。首先,設(shè)定外界信道擾動(dòng)系數(shù),以最大化用戶信噪比為目標(biāo)函數(shù),以中繼的發(fā)射功率為約束條件,構(gòu)建原始模型;其次,通過半正定松弛技術(shù)將原始模型中的非凸形式轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)凸形式,使用二分法算法找到該用戶的最大信噪比;然后,利用用戶信噪比與外界信道擾動(dòng)系數(shù)的相關(guān)關(guān)系,評(píng)估出當(dāng)前外界信道擾動(dòng)系數(shù);最后,研究數(shù)值結(jié)果表明了上述算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN925
【圖文】：

a 00 Step 0.01η50% 信道分布模型 CN ( 0,minτ 2211s sd nd+ NP hσ maxτ 1000.5.2 中繼功率最優(yōu)分配算法的仿真結(jié)果與分析節(jié)設(shè)置了兩種仿真實(shí)驗(yàn)場景來驗(yàn)證本文算法的有效性，其分別為多中繼單場景和多中繼多竊聽仿真實(shí)驗(yàn)場景，對(duì)應(yīng)的仿真結(jié)果如下文所示。1）多中繼單竊聽下的仿真分析小節(jié)主要為驗(yàn)證中繼功率最優(yōu)分配算法的有效性，仿真實(shí)驗(yàn)條件分為兩種條件為在中繼發(fā)射功率改變的情況下，證明本文算法的有效性。第二個(gè)實(shí)繼發(fā)射功率相同的情況下，增加 SPS 中繼的個(gè)數(shù)會(huì)提高用戶信息安全率，結(jié)果如圖 3-3、圖 3-4、圖 3-5 和圖 3-6 所示。

*a =0.61)圖 3-3 為圖 3-4 中 SPS 中繼與竊聽者在半徑為 R 的圓內(nèi)隨機(jī)分布情況，圖 3-4 顯示隨著中繼發(fā)射功率的改變對(duì)用戶信息安全率的影響情況。從圖 3-4 中可以看出，在相同中繼發(fā)射功率下，BEST-CJ-SPS 算法的性能明顯優(yōu)于 CJ-SPS 算法，其原因在于 CJ-SPS算法下的功率分配ia 并非最優(yōu)值，相反地，BEST-CJ-SPS 為最優(yōu)功率分配，此時(shí)*a=0.61為最優(yōu)分配方式。最后，NO-CJSPS 算法與 algo1-NO-CJ-SPS 算法的安全率相較于其它算法的安全率較低

十個(gè)中繼、一個(gè)竊聽者下的隨機(jī)位置分布

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本文編號(hào)：2770404