本文關(guān)鍵詞：基于保密速率最大化的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全算法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：認(rèn)知無線電(CR)技術(shù)是提高頻譜分配效率的有效手段,而認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的特點(diǎn)使得它相較于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)具有更多的安全威脅,竊聽則是其中一個(gè)最主要問題。傳統(tǒng)的防竊聽手段主要是高層密鑰加密技術(shù),而計(jì)算技術(shù)的發(fā)展突顯其缺陷,為此,物理層安全作為一個(gè)補(bǔ)充手段得到高度重視。本文以系統(tǒng)保密速率(Secrecy Rate)最大化為目標(biāo),結(jié)合多天線和協(xié)作中繼技術(shù),開展認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)(CRN)中物理層安全研究。主要工作如下:針對具有多個(gè)多天線竊聽者的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全需要,本文把對主用戶的干擾設(shè)計(jì)成為一個(gè)約束條件,通過對次用戶發(fā)送端傳輸協(xié)方差矩陣的優(yōu)化設(shè)計(jì)來提高頻譜共享下物理層安全性能。為了使系統(tǒng)保密速率達(dá)到最大,首先,我們討論了保密速率受限(SRC)的情況,在此基礎(chǔ)上,利用矩陣性質(zhì)和Charnes-Cooper變換,將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)半定規(guī)劃(SDP)問題,并采用SDP方法設(shè)計(jì)出次用戶的最優(yōu)傳輸協(xié)方差矩陣;最后,得到多個(gè)竊聽用戶認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)物理層安全的優(yōu)化方案,并進(jìn)行了復(fù)雜度分析。仿真結(jié)果表明,相對于現(xiàn)有二次優(yōu)化傳輸策略,該方案能夠使系統(tǒng)的保密速率更大,并在復(fù)雜度方面具有優(yōu)勢。為了更好竊聽信息,多個(gè)竊聽者可以相互勾結(jié)竊聽,這在認(rèn)知無線電中繼網(wǎng)絡(luò)中更具有隱蔽性,安全威脅更大。針對多中繼認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)相互勾結(jié)竊聽節(jié)點(diǎn)的場景,本文提出一種零空間人工噪聲和放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)的中繼波束賦形的物理層安全傳輸方案。首先,對系統(tǒng)進(jìn)行建模,并將其設(shè)計(jì)為一個(gè)保密速率最大化問題;其次,通過引入一個(gè)松弛變量,并從理論上證明了該保密速率最大化問題可以轉(zhuǎn)化為緊松弛問題;進(jìn)一步,利用半定規(guī)劃的方法,對中繼波束賦形加權(quán)矩陣和人工噪聲協(xié)方差矩陣進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化求解;最后,利用MATLAB仿真驗(yàn)證分析該設(shè)計(jì)能夠很大程度上提高系統(tǒng)保密速率。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò) 保密速率 半定規(guī)劃 多竊聽者 多中繼
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 符號標(biāo)注9-10
• 注釋表10-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題背景與意義11-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 論文的主要工作及章節(jié)安排18-19
• 第2章 認(rèn)知無線電物理層安全技術(shù)簡介19-31
• 2.1 認(rèn)知無線電物理層安全問題19-22
• 2.1.1 認(rèn)知無線電特有安全問題19-20
• 2.1.2 基于竊聽的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全20-22
• 2.1.3 安全性能指標(biāo)22
• 2.2 波束賦形方法22-24
• 2.3 協(xié)作干擾技術(shù)24-26
• 2.4 凸優(yōu)化簡介26-30
• 2.4.1 線性規(guī)劃28-29
• 2.4.2 半定規(guī)劃29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于半定規(guī)劃方法的多個(gè)竊聽用戶認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)物理層安全優(yōu)化設(shè)計(jì)31-46
• 3.1 引言31-33
• 3.2 系統(tǒng)模型33-35
• 3.3 基于SDP方法的保密速率最大化問題求解35-38
• 3.3.1 保密速率受限(SRC)的情況35-37
• 3.3.2 保密速率最大(SRM)的情況37-38
• 3.4 基于SDP的保密速率最大化問題求解算法38-39
• 3.5 復(fù)雜度分析39-40
• 3.6 仿真及性能分析40-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 第4章 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中具有多勾結(jié)竊聽的中繼安全傳輸方案46-61
• 4.1 引言46-49
• 4.2 系統(tǒng)模型49-51
• 4.3 模型轉(zhuǎn)化和優(yōu)化思路51-53
• 4.4 具有多勾結(jié)竊聽的中繼安全傳輸優(yōu)化53-57
• 4.4.1 保密速率最大化問題設(shè)計(jì)53-56
• 4.4.2 多中繼天線與噪聲的協(xié)方差求解56-57
• 4.5 仿真結(jié)果及分析57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 本文工作總結(jié)61
• 5.2 后續(xù)研究工作61-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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  本文關(guān)鍵詞：基于保密速率最大化的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層安全算法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：285907