不确定信道环境下无线异构网络信息安全传输研究
发布时间：2022-10-05 14:57
为给用户设备提供无缝覆盖、高传输速率、高可靠性,未来5G网络将朝向分层立体异构网络发展,以提高网络覆盖范围、减小盲区、增大网络容量。作为典型代表,双层异构网络基本涵盖了分层立体异构网络的所有技术与挑战,主要有:（1）严重的信号干扰;（2）实时信道增益的不确定性;（3）网络窃听风险。因此,本文考虑信道环境的多种不确定性,设计了无线异构网络鲁棒通信与信息安全传输方案,以适用于更复杂的5G通信环境。本文主要工作及创新点如下:（1）针对单用户单监听者的双层异构网络,在两种不确定信道环境下,提出以最大化安全速率为目标,同时约束用户通信质量的信息安全传输方案。其中一种为考虑能够获取信道状态信息（Channel State Information,简称CSI）可靠估计值的瞬时CSI场景;另一种为不能获取CSI可靠估计值的统计CSI场景,并认为其服从瑞利分布。采用机会约束方法对难以处理的非凸优化问题进行转换,给出最优解获取算法,实现了用户鲁棒通信与网络信息传输安全。（2）针对于多用户多监听者的双层异构网络,考虑瞬时CSI场景和服从指数分布的统计CSI场景,提出了保证用户鲁棒通信,同时激励Femtoce...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 网络鲁棒性能优化
1.2.2 网络安全性能优化
1.3 本文研究目标
1.3.1 鲁棒通信方案设计
1.3.2 安全传输方案设计
1.4 本文结构安排
第2章 单用户场景下的异构网络安全传输方案
2.1 系统模型与优化问题
2.1.1 系统模型
2.1.2 优化问题
2.1.3 信道模型
2.2 瞬时信道模型下的安全传输方案
2.2.1 约束部分的转换
2.2.2 目标函数的转换
2.2.3 迭代算法
2.3 统计信道模型下的安全传输方案
2.3.1 已知分布下的约束转换
2.3.2 未知分布下的约束转换
2.3.3 目标函数的转换
2.3.4 迭代算法
2.4 数值仿真与性能分析
2.4.1 瞬时信道模型下的仿真结果
2.4.2 统计信道模型下的仿真结果
2.4.3 性能对比
2.5 本章小结
第3章 多用户场景下的异构网络安全传输方案
3.1 系统模型与问题描述
3.1.1 系统模型
3.1.2 博弈问题
3.1.3 信道模型
3.2 安全传输方案与算法
3.2.1 瞬时信道模型下的转换
3.2.2 统计信道模型下的转换
3.2.3 迭代算法
3.3 数值仿真与性能分析
3.3.1 瞬时信道模型下的仿真结果
3.3.2 统计信道模型下的仿真结果
3.4 本章小结
第4章 基于能量收集的异构网络安全传输方案
4.1 系统模型与优化问题
4.1.1 系统模型
4.1.2 优化问题
4.1.3 信道模型
4.2 安全传输与能量收集方案
4.2.1 非协作式窃听场景下目标函数的变换
4.2.2 协作式窃听场景下目标函数的变换
4.2.3 两种窃听方式下约束条件的转换
4.2.4 安全传输与能量收集算法
4.3 数值仿真与性能分析
4.3.1 非协作窃听场景中的仿真结果
4.3.2 协作窃听场景中的仿真结果
4.3.3 人工噪声对算法性能的影响
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Femtocell分层无线网络的切换算法[J]. 万晋京,宋艳华,彭帅. 北京联合大学学报. 2017(01)
[2]同频异构femtocell联合子信道和功率分配算法[J]. 陈赓,姚文静,郭银景,夏玮玮. 电信科学. 2015(09)
[3]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
[4]两层异构网络中femtocell研究进展与展望[J]. 肖竹,李仁发,易克初,张杰. 通信学报. 2013(02)
[5]Femtocell技术及网络结构分析[J]. 李平,申艳秋,王雪. 黑龙江科技信息. 2011(16)
[6]认知无线电体系结构分析[J]. 周良臣. 电讯技术. 2010(03)
[7]Femtocell——新兴3G室内覆盖技术的探究[J]. 吴韶鸿,郑瑞明,张欣,杨大成. 电信工程技术与标准化. 2008(09)
硕士论文
[1]非理想信道状态信息下无线异构网络资源优化[D]. 张鹏.燕山大学 2017
[2]两层Femtocell网络中基于信道增益不确定的鲁棒功率控制[D]. 王金乐.燕山大学 2015
[3]Femtocell网络干扰分析和切换技术研究[D]. 庄一丹.南京邮电大学 2013
本文编号：3685989
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 网络鲁棒性能优化
1.2.2 网络安全性能优化
1.3 本文研究目标
1.3.1 鲁棒通信方案设计
1.3.2 安全传输方案设计
1.4 本文结构安排
第2章 单用户场景下的异构网络安全传输方案
2.1 系统模型与优化问题
2.1.1 系统模型
2.1.2 优化问题
2.1.3 信道模型
2.2 瞬时信道模型下的安全传输方案
2.2.1 约束部分的转换
2.2.2 目标函数的转换
2.2.3 迭代算法
2.3 统计信道模型下的安全传输方案
2.3.1 已知分布下的约束转换
2.3.2 未知分布下的约束转换
2.3.3 目标函数的转换
2.3.4 迭代算法
2.4 数值仿真与性能分析
2.4.1 瞬时信道模型下的仿真结果
2.4.2 统计信道模型下的仿真结果
2.4.3 性能对比
2.5 本章小结
第3章 多用户场景下的异构网络安全传输方案
3.1 系统模型与问题描述
3.1.1 系统模型
3.1.2 博弈问题
3.1.3 信道模型
3.2 安全传输方案与算法
3.2.1 瞬时信道模型下的转换
3.2.2 统计信道模型下的转换
3.2.3 迭代算法
3.3 数值仿真与性能分析
3.3.1 瞬时信道模型下的仿真结果
3.3.2 统计信道模型下的仿真结果
3.4 本章小结
第4章 基于能量收集的异构网络安全传输方案
4.1 系统模型与优化问题
4.1.1 系统模型
4.1.2 优化问题
4.1.3 信道模型
4.2 安全传输与能量收集方案
4.2.1 非协作式窃听场景下目标函数的变换
4.2.2 协作式窃听场景下目标函数的变换
4.2.3 两种窃听方式下约束条件的转换
4.2.4 安全传输与能量收集算法
4.3 数值仿真与性能分析
4.3.1 非协作窃听场景中的仿真结果
4.3.2 协作窃听场景中的仿真结果
4.3.3 人工噪声对算法性能的影响
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Femtocell分层无线网络的切换算法[J]. 万晋京,宋艳华,彭帅. 北京联合大学学报. 2017(01)
[2]同频异构femtocell联合子信道和功率分配算法[J]. 陈赓,姚文静,郭银景,夏玮玮. 电信科学. 2015(09)
[3]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
[4]两层异构网络中femtocell研究进展与展望[J]. 肖竹,李仁发,易克初,张杰. 通信学报. 2013(02)
[5]Femtocell技术及网络结构分析[J]. 李平,申艳秋,王雪. 黑龙江科技信息. 2011(16)
[6]认知无线电体系结构分析[J]. 周良臣. 电讯技术. 2010(03)
[7]Femtocell——新兴3G室内覆盖技术的探究[J]. 吴韶鸿,郑瑞明,张欣,杨大成. 电信工程技术与标准化. 2008(09)
硕士论文
[1]非理想信道状态信息下无线异构网络资源优化[D]. 张鹏.燕山大学 2017
[2]两层Femtocell网络中基于信道增益不确定的鲁棒功率控制[D]. 王金乐.燕山大学 2015
[3]Femtocell网络干扰分析和切换技术研究[D]. 庄一丹.南京邮电大学 2013
本文编号：3685989
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