物理层安全中协作中继传输技术研究

发布时间：2021-10-19 17:53

　　协作通信由于可以实现和多输入多输出（MIMO）相同的空间增益,解决了终端用户为了传输性能需要配备多天线的困扰,同时还可以扩大通信的覆盖范围,所以提出以后立刻引起了学者的关注。与此同时放大转发（AF）中继技术要求硬件简单且能够保证数据的完整性,所以本文以AF中继系统作为研究对象,从功率分配和中继选择两个方面研究物理层安全下的协作技术。物理层信息理论保密问题已经引起越来越多的关注,考虑到有效性和可靠性都是无线网络设计过程中重要的设计目标,因此,在第一部分,本文考虑在同时满足安全服务质量（QoS）和系统总功率的约束下获得最大化系统容量的问题。换句话说,考虑的是系统容量和安全容量之间的权衡。本文提出了一个AF中继系统的最佳功率分配方案,并且获得了闭式表达式。仿真结果表明提出的功率分配策略是有效的,而且中断概率也得到了改善。在第二部分,本文首先研究了在含有多名窃听者的无线系统中物理层的安全问题。考虑到在众多中继中保证它们公平的重要性,利用信道参数比值的累积分布函数,呈现了可以同时满足公平性和安全要求的次优中继选择策略。通过中继选择概率的表达式分析中继的公平性。实验结果证明了在该策略下,众多中继的... 

【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】：84 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
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要内容
    1.4 论文的结构安排
第二章 基础理论
    2.1 协作通信基础理论
        2.1.1 系统模型
        2.1.2 信道系数模型
        2.1.3 中继转发协议
        2.1.4 双向中继系统
        2.1.5 信道容量
        2.1.6 协作通信的优点
    2.2 物理层安全基础理论
        2.2.1 窃听系统模型
        2.2.2 安全容量
        2.2.3 中断概率
    2.3 能量收集
        2.3.1 基于时间切换协议
        2.3.2 基于功率划分协议
    2.4 数学基础理论
        2.4.1 概率论
        2.4.2 凸优化
    2.5 总结
第三章 具有安全性Qo S需求的AF中继系统最优功率分配
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 最佳功率分配
    3.4 多中继场景
    3.5 数值举例
        3.5.1 单中继情况下中继位置的影响
        3.5.2 单中继功率阈值的影响
        3.5.3 中继选择的有效性
    3.6 结论
第四章 在AF中继网络中面向物理层安全具有公平感知的次优中继选择
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 次优中继选择
    4.4 中断概率
    4.5 表达式的简化和数值举例
        4.5.1 公平性
        4.5.2 中断概率
    4.6 结论
第五章 面向物理层安全的能量收集双向AF中继系统中的最优功率分配
    5.1 引言
    5.2 系统模型
    5.3 问题表述及求解
    5.4 多中继多用户场景
    5.5 数值举例
        5.5.1 单中继场景
        5.5.2 多中继场景
    5.6 结论
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3445344