基于MDP的Massive MIMO物理層安全算法
發(fā)布時間:2020-12-17 00:14
隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,5G技術(shù)將在2020年完成標(biāo)準(zhǔn)制定并全面商用。作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,大規(guī)模天線陣列(Massive multiple input multiple output,Massive MIMO)技術(shù)研究潛力巨大。無線媒質(zhì)固有的開放性特征使無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸深受竊聽困擾。傳統(tǒng)的無線安全對復(fù)雜的高層加密依賴性很高,而物理層安全作為底層安全技術(shù),利用無線信道物理特性存在的固有差異能獲得無條件安全,因此研究Massive MIMO系統(tǒng)竊聽信道的物理層安全問題十分必要。此外,近幾年無線通信和人工智能產(chǎn)業(yè)齊頭并進,催生了無線通信理論與智能學(xué)科理論的交叉學(xué)科領(lǐng)域研究,以強化學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)為代表的機器學(xué)習(xí)理論成為無線通信技術(shù)的重要研究方法;趶娀瘜W(xué)習(xí)理論的Massive MIMO信號處理有大量理論文獻,但其研究分散,場景差異較大,算法通用性不強,并未形成深入、完善的理論體系。本文根據(jù)Massive MIMO物理層的無線信號呈現(xiàn)大規(guī)模、高速率、高信息量的智能學(xué)科特性,利用強化學(xué)習(xí)算法解決了Massive MIMO的物理層安全問題,為無線信號處理提出了新的研究思路。本文主要針對Ma...
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 Massive MIMO及物理層安全研究現(xiàn)狀
1.2.2 MDP及強化學(xué)習(xí)算法研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容
1.4 論文章節(jié)安排
第二章 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)
2.1 5G技術(shù)
2.2 Massive MIMO技術(shù)
2.3 物理層安全技術(shù)
2.4 強化學(xué)習(xí)算法
2.4.1 強化學(xué)習(xí)基本框架
2.4.2 基于模型的強化學(xué)習(xí)算法
2.4.3 模型無關(guān)的強化學(xué)習(xí)算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 Massive MIMO三端口竊聽信道
3.1 Massive MIMO竊聽信道模型
3.1.1 Massive MIMO基本信道模型
3.1.2 Massive MIMO系統(tǒng)理論模型
3.1.3 三端口竊聽信道模型
3.2 三端口竊聽信道的保密容量
3.2.1 MIMO信道容量理論分析
3.2.2 一般竊聽信道的保密容量
3.2.3 高斯竊聽信道的保密容量
3.2.4 多天線竊聽信道的保密容量
3.3 本章小結(jié)
第四章 三端口竊聽信道的MDP模型
4.1 馬爾科夫決策過程
4.2 MDP求解方法
4.2.1 值函數(shù)
4.2.2 貝爾曼方程
4.3 基于折扣總回報的MDP模型
4.3.1 有限狀態(tài)馬爾科夫信道
4.3.2 信道環(huán)境模型
4.3.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)
4.3.4 系統(tǒng)回報函數(shù)
4.3.5 策略
4.4 本章小結(jié)
第五章 MDP模型的求解算法
5.1 算法理論基礎(chǔ)
5.2 動態(tài)規(guī)劃算法尋找最優(yōu)策略
5.2.1 策略迭代
5.2.2 值迭代
5.3 基于Q值更新的值迭代算法
5.3.1 算法設(shè)計
5.3.2 算法實現(xiàn)
5.4 算法仿真分析
5.4.1 不同參數(shù)下算法的性能分析
5.4.2 最優(yōu)參數(shù)下算法在系統(tǒng)模型中的表現(xiàn)
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
本文編號:2921049
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 Massive MIMO及物理層安全研究現(xiàn)狀
1.2.2 MDP及強化學(xué)習(xí)算法研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容
1.4 論文章節(jié)安排
第二章 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)
2.1 5G技術(shù)
2.2 Massive MIMO技術(shù)
2.3 物理層安全技術(shù)
2.4 強化學(xué)習(xí)算法
2.4.1 強化學(xué)習(xí)基本框架
2.4.2 基于模型的強化學(xué)習(xí)算法
2.4.3 模型無關(guān)的強化學(xué)習(xí)算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 Massive MIMO三端口竊聽信道
3.1 Massive MIMO竊聽信道模型
3.1.1 Massive MIMO基本信道模型
3.1.2 Massive MIMO系統(tǒng)理論模型
3.1.3 三端口竊聽信道模型
3.2 三端口竊聽信道的保密容量
3.2.1 MIMO信道容量理論分析
3.2.2 一般竊聽信道的保密容量
3.2.3 高斯竊聽信道的保密容量
3.2.4 多天線竊聽信道的保密容量
3.3 本章小結(jié)
第四章 三端口竊聽信道的MDP模型
4.1 馬爾科夫決策過程
4.2 MDP求解方法
4.2.1 值函數(shù)
4.2.2 貝爾曼方程
4.3 基于折扣總回報的MDP模型
4.3.1 有限狀態(tài)馬爾科夫信道
4.3.2 信道環(huán)境模型
4.3.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)
4.3.4 系統(tǒng)回報函數(shù)
4.3.5 策略
4.4 本章小結(jié)
第五章 MDP模型的求解算法
5.1 算法理論基礎(chǔ)
5.2 動態(tài)規(guī)劃算法尋找最優(yōu)策略
5.2.1 策略迭代
5.2.2 值迭代
5.3 基于Q值更新的值迭代算法
5.3.1 算法設(shè)計
5.3.2 算法實現(xiàn)
5.4 算法仿真分析
5.4.1 不同參數(shù)下算法的性能分析
5.4.2 最優(yōu)參數(shù)下算法在系統(tǒng)模型中的表現(xiàn)
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
本文編號:2921049
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