本文關(guān)鍵詞：基于譯碼轉(zhuǎn)發(fā)策略的物理層安全研究

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【摘要】：通信安全一直是人們關(guān)注的熱點,而無線通信的特點令其安全問題面臨更大的挑戰(zhàn)。協(xié)作通信策略在物理層安全上的應(yīng)用很好地為無線通信安全提供了一個解決辦法。本文在多中繼竊聽信道模型基礎(chǔ)上,研究了譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)策略的各項表現(xiàn)性能,主要研究內(nèi)容包括如下幾個方面。一、根據(jù)信道模型,分析得出了DF策略的安全容量,并求得使之最大的中繼權(quán)值表達式。在此基礎(chǔ)上,分別在多個場景下對結(jié)論進行了仿真分析。仿真結(jié)果表明DF策略的安全容量與各個節(jié)點之間的位置、距離以及源節(jié)點和中繼的發(fā)射功率等因素相關(guān),結(jié)果與理論分析相一致。二、在DF策略安全容量表達式中加入了組稀疏懲罰,并采用近端梯度算法求解問題的最優(yōu)值。不同場景下的仿真表明,基于新算法求得的解可以兼顧安全容量與中繼的使用效率,使得中繼的使用數(shù)量與功耗低于基準算法,并且提高中繼單位功耗的安全容量。另外,懲罰因子的不同也令算法的性能表現(xiàn)有所差異。三、研究了將DF與協(xié)作擁塞(CJ)策略相結(jié)合的DJF策略以及DF與放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)策略結(jié)合的DAF策略,并沿用近端梯度算法求解。進一步的仿真證明,CJ策略的引入并不能提高DF策略的安全容量,DJF策略相對于DF策略沒有優(yōu)勢。但是DF策略在一些場景下與AF的結(jié)合能夠很好地提升安全容量與中繼的效率,說明合理地配置DF與AF中繼的數(shù)量可以使DAF策略獲得良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：物理層安全 協(xié)作通信 譯碼轉(zhuǎn)發(fā) 安全容量 中繼效率
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN918
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 論文相關(guān)理論基礎(chǔ)16-23
• 2.1 信息論基礎(chǔ)16-17
• 2.1.1 通信系統(tǒng)簡介16-17
• 2.1.2 信道容量17
• 2.2 無線信道特征17-20
• 2.2.1 路徑損耗18-19
• 2.2.2 陰影衰落19
• 2.2.3 多徑效應(yīng)19-20
• 2.2.4 多普勒效應(yīng)20
• 2.3 無線物理層安全20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 基于DF策略的物理層安全分析23-37
• 3.1 協(xié)作通信策略23-27
• 3.1.1 放大轉(zhuǎn)發(fā)策略24-25
• 3.1.2 譯碼轉(zhuǎn)發(fā)策略25-26
• 3.1.3 編碼協(xié)作策略26
• 3.1.4 協(xié)作擁塞策略26-27
• 3.2 DF策略竊聽信道模型27
• 3.3 DF策略的安全容量分析27-30
• 3.4 DF策略仿真分析30-36
• 3.4.1 DF策略安全容量隨目的節(jié)點位置變化情況31
• 3.4.2 DF策略安全容量隨竊聽節(jié)點位置變化情況31-32
• 3.4.3 DF策略安全容量隨中繼位置變化情況32-34
• 3.4.4 DF策略安全容量隨中繼數(shù)量變化情況34
• 3.4.5 DF策略安全容量隨功率分配變化情況34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于近端梯度算法的DF策略安全容量研究37-57
• 4.1 安全容量問題優(yōu)化分析37-38
• 4.2 安全容量問題求解38-41
• 4.2.1 梯度求解方法基本思想38-40
• 4.2.2 安全容量的梯度求解過程40-41
• 4.3 具體算法流程41-43
• 4.4 DF策略在PGA算法下的仿真分析43-56
• 4.4.1 PGA算法迭代次數(shù)變化情況及算法性能分析43-45
• 4.4.2 目的節(jié)點位置變化情況分析45-48
• 4.4.3 竊聽節(jié)點位置變化情況分析48-50
• 4.4.4 中繼節(jié)點位置變化情況分析50-53
• 4.4.5 中繼數(shù)量變化情況分析53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 DF策略與CJ、AF策略相結(jié)合的研究57-76
• 5.1 DJF策略安全容量分析57-58
• 5.2 DJF策略仿真分析58-64
• 5.2.1 CJ中繼位置變化情況仿真分析58-61
• 5.2.2 目的節(jié)點位置變化情況仿真分析61-64
• 5.3 DAF策略研究64
• 5.4 DAF策略仿真分析64-75
• 5.4.1 AF中繼位置變化情況仿真分析65-68
• 5.4.2 DF中繼位置變化情況仿真分析68-71
• 5.4.3 目的節(jié)點位置變化情況仿真分析71-73
• 5.4.4 源節(jié)點發(fā)射功率變化情況仿真分析73-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 論文總結(jié)76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 附件84

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本文編號：559591