D2D通信系统中的物理层安全传输技术研究

发布时间：2020-12-07 16:12

　　移动智能终端的快速发展和网络容量的爆炸式增长导致无线频谱资源日益紧张。D2D（Device-to-Device）通信作为面向5G的关键候选技术,可显著提高频谱利用率,并满足终端用户更高的体验需求。然而,与传统的蜂窝通信相比,D2D通信不再需要基站（BS）的转发,且移动终端安全计算能力有限,这都导致D2D通信链路更容易遭受安全威胁。目前大多数研究中,关于D2D通信系统物理层安全（PLS）问题的模型通常为点到点网络,而实际存在安全隐患的网络中窃听节点（Eves）的位置分布一般是随机的。因此,采用随机几何理论假设Eves的空间位置服从泊松点过程（PPP）,可更贴近实际情况分析D2D通信安全问题。本文主要研究存在Eves的D2D通信网络,针对实际场景采用齐次泊松点过程（HPPP）对网络中的用户和Eves进行建模。对于不同窃听环境下D2D系统的安全性能,本文提出了相应的安全增强技术,并利用随机几何工具对其安全表达式进行推导,最后仿真验证了其有效性。论文的主要内容和贡献如下:1.对无源窃听环境,假设网络中Eves不可相互串通,只可单独接收D2D用户（DU）的信息并解密。1)针对单小区网络,分析推导... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 D2D通信系统中物理层安全研究现状
    1.3 论文的主要研究内容和结构安排
第二章 D2D通信系统物理层安全建模综述
    2.1 引言
    2.2 D2D通信系统
        2.2.1 D2D技术简介
        2.2.2 D2D资源分配
        2.2.3 D2D通信的应用场景
    2.3 物理层安全的理论基础
        2.3.1 物理层安全概述
        2.3.2 窃听节点分类
    2.4 随机几何理论介绍
        2.4.1 空间点过程
        2.4.2 空间齐次泊松点过程
        2.4.3 随机几何分析工具
        2.4.4 空间泊松点过程在蜂窝网络中的应用
    2.5 本章小结
第三章 无源窃听环境下D2D通信系统性能分析
    3.1 引言
    3.2 系统模型及安全度量标准
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 安全性能的度量标准
    3.3 单小区系统连接和安全分析
        3.3.1 蜂窝连接概率
        3.3.2 D2D安全传输概率
        3.3.3 联合CU和D2D保护区域技术
        3.3.4 性能仿真及分析
    3.4 多小区系统连接和安全分析
        3.4.1 蜂窝连接概率
        3.4.2 D2D安全传输概率
        3.4.3 有效安全吞吐量最大化的D2D链路接入控制方法
        3.4.4 性能仿真及分析
    3.5 本章小结
第四章 有源窃听环境下D2D通信系统性能分析
    4.1 引言
    4.2 系统模型及安全度量标准
        4.2.1 有源窃听系统模型
        4.2.2 安全性能的度量标准
    4.3 多小区中D2D链路可达安全传输速率分析
        4.3.1 Eves合谋下可达安全传输速率
        4.3.2 Eves非合谋下可达安全传输速率
        4.3.3 性能仿真及分析
    4.4 Eves合谋下D2D链路安全中断概率分析
        4.4.1 未知位置处D2D链路的安全中断概率
        4.4.2 合法节点合作对抗有源窃听时D2D链路安全性能分析
        4.4.3 性能仿真及分析
    4.5 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：2903543