在具有偷聽(tīng)者的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,與傳統(tǒng)的保護(hù)信息免受竊聽(tīng)的密碼學(xué)方法而言,物理層安全依靠物理層的固有屬性實(shí)現(xiàn)保密通信,如信道衰落和噪聲等,具有更高的安全性與可靠性。對(duì)于存在合法中繼節(jié)點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)而言,中繼選擇方案與中斷概率的分析是物理層安全中的重要理論基礎(chǔ)。本文考慮兩種角色的中繼節(jié)點(diǎn),一種是負(fù)責(zé)協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)消息的傳統(tǒng)中繼,用來(lái)提高信息傳輸?shù)目煽啃?一種是對(duì)偷聽(tīng)者產(chǎn)生友好干擾的中繼,即干擾器,用來(lái)提高信息傳輸?shù)陌踩�。基于提高信息傳輸可靠性和保密性的目�?biāo),針對(duì)存在偷聽(tīng)者的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),論文研究系統(tǒng)中繼方案選擇和中斷概率問(wèn)題,主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）在存在偷聽(tīng)者的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,以直接傳輸情況作為研究基礎(chǔ),首先總結(jié)了兩種與協(xié)作中繼相關(guān)的選擇方案,分別是純中繼（PR）選擇方案和純干擾器（PJ）選擇方案,在上述方案基礎(chǔ)上,提出了一種全新的聯(lián)合中繼與干擾器（ORJ）選擇方案;其次,引入攔截概率分析無(wú)線通信的安全性,并分別分析上述三種方案下的攔截概率;最后,通過(guò)仿真驗(yàn)證了ORJ方案較PR和PJ方案而言,有更低的攔截概率,其網(wǎng)絡(luò)安全性能最優(yōu)。（2）論文進(jìn)一步研究干擾器對(duì)物理層安全的影響,首先提出了單干擾器（SJ）... 

【文章來(lái)源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Wyner無(wú)線竊聽(tīng)信道模型

第2章協(xié)作無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合中繼選擇方案及攔截概率分析16dxxcaxaaacdxxcaxaaknnienidienkidknnienidn)exp()1()exp(1)(exp1)exp()1()(exp1222202204(2.59)令knctax，則nkactx，代入（2.59）可得)()exp()(exp142222nknkienidnienkidnaacEicaaac(2.60)將321,,nnn和n4與（3.48）結(jié)合，確定)(n，將其代入式（2.41），得到所提出的聯(lián)合中繼和干擾器選擇方案的攔截概率的閉式表達(dá)式。2.3仿真分析在本節(jié)中，我們給出了DT方案、PR方案、PJ方案以及ORJ方案的數(shù)值攔截概率結(jié)果。分別通過(guò)計(jì)算（2.3）、（2.15）、（2.24）、（2.41）得到四種方案的數(shù)值攔截概率。在數(shù)值計(jì)算中，指定主通道以及ES信道的平均增益為12222seidsisd，竊聽(tīng)信道的平均增益為2.022jeie，此外，設(shè)定傳輸速率//1HzsbitR，M5。圖2.1四種方案下的攔截概率與信噪比的關(guān)系

第2章協(xié)作無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合中繼選擇方案及攔截概率分析17圖2.1通過(guò)繪制（2.3）、（2.15）、（2.24）、（2.41）與SNRs的函數(shù)，給出了PR選擇、PJ選擇以及所提出的ORJ選擇方案的攔截概率比較。圖2.1給出了三種方案的仿真攔截概率結(jié)果，其中連線和離散部分分別代表攔截概率的理論值和仿真值。從圖2.1可以看出，DT方案的攔截概率值為常數(shù)0.5，且其他三種方案的攔截概率均小于DT方案；隨著SNRs的增加，PJ方案和所提出的ORJ選擇方案的攔截概率明顯降低。相比之下，隨著信噪比的增加，PR方案的攔截概率收斂為一個(gè)常數(shù)，表明在高信噪比區(qū)域，PR方案的攔截概率下限出現(xiàn)。從圖2.1還顯示，所提出的ORJ選擇方案的攔截概率嚴(yán)格小于傳統(tǒng)的PR方案和PJ方案。這證實(shí)了ORJ方案相對(duì)于PR和PJ方案的安全優(yōu)勢(shì)。從圖2.1可以看出，理論計(jì)算的攔截概率與模擬的攔截概率結(jié)果吻合良好，證明了我們攔截概率分析的正確性。圖2.2不同數(shù)據(jù)速率下ORJ方案的截獲概率與信噪比的關(guān)系圖2.2描述了針對(duì)不同數(shù)據(jù)速率R提出的ORJ方案的攔截概率與SNRs的關(guān)系。如圖2.2所示，隨著數(shù)據(jù)速率R從0.6增加到1bit/s/Hz，ORJ方案的攔截概率相應(yīng)增加。這意味著增加數(shù)據(jù)速率R可以提高系統(tǒng)吞吐量，但是這是以攔截概率安全性降低為代價(jià)的。對(duì)于上述所有情況，理論攔截和模擬攔截均匹配良好，進(jìn)一步證實(shí)了ORJ方案的攔截概率分析的正確性。圖2.3描述了不同數(shù)量的中間節(jié)點(diǎn)下，ORJ方案中攔截概率和信噪比s的關(guān)系。隨著


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