能量采集全双工中继系统的物理层抗窃听方案研究

发布时间：2020-07-02 18:32

【摘要】：由于无线传输媒介的广播性和开放性,无线传输过程中的信息易泄露。随着多天线技术、信号处理技术以及编码技术的发展,无线通信系统中的物理层安全技术也在不断完善和发展。信息和能量同传技术通过射频信号同时进行信息和能量的传输,是解决无线设备能量供应问题的新方法。本文针对信息和能量同传全双工中继系统中的保密信息传输方案进行研究。系统模型由单天线的源端、中继、目的端和窃听端各一个组成,中继采用全双工模式,采用放大转发方式转发信号,转发能量来自于从射频信号中收集的能量。目的端也采用全双工模式,在接收信息的同时发送人工噪声干扰窃听端。主要内容如下:1.研究中继节点采用功率分裂模式的信息和能量同传方案时,系统保密速率的优化问题。中继没有固定的能源,采用功率分裂方式从接收到的射频信号,包括源端的发送信号、目的端发送的人工噪声以及自干扰,收集转发信号所需的能量。在窃听信道状态信息是否已知两种情况下,分别以最大化系统的保密速率和合法信道的信道容量为目标,对功率分裂因子和信号与人工噪声功率分配因子进行优化。仿真结果表明,优化功率分裂因子、信号与人工噪声功率分配因子可改善保密速率。2.研究中继节点采用时间切换模式的信息和能量同传方案时,系统保密速率的优化问题。中继采用时间切换方式从源端发送信号中收集能量,用于信号转发。在窃听信道状态信息是否已知两种情况下,分别以最大化系统的保密速率和合法信道的信道容量为目标,对能量收集时间比例因子和信号与人工噪声功率分配因子进行优化。仿真结果表明,能量收集时间比例因子、信号与人工噪声功率分配因子的优化能提高系统的保密性能。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92;TP309
【图文】：

模型图,模型,基础知识,关键技术

物理层安全的基础理论和关键技术，全双工技的介绍。首先，对物理层安全的基础知识进行中的一些关键技术；最后，对信息和能量同传全安全的基础知识是一种基于信息论的安全传输方法，其原理是输保密信息。信息理论安全和窃听信道的概念最模型如图 2.1 所示。X 是用户 Alice 发送的随机号，Z 是窃听者 Eve 的接收信号。X Y

波束赋形,信道噪声,对角元素,对角矩阵

重庆邮电大学硕士学位论文第 2 章物理层安全、信息和能量同传线的信号、信道噪声上式也可以采用矢量表示，即 Hy t h t W t x t n t其中， T1 2, , ,qt h t h t h t h 为复高斯信道系数矢量，W t1w ( t )，2w ( t )，…， ( )qw t 为对角元素的对角矩阵， 1 ,t x t x n t 是合法接收节点的信道噪声。1x ( t)2x ( t)1w ( t)2w ( t)1h ( t)2h ( t)

【参考文献】