多天线认知无线系统中的物理层安全研究

发布时间：2022-01-05 14:06

　　随着无线通信数据量的爆发式增长,频谱资源变得尤为稀缺。然而,现有的固定式频谱分配政策使得大量的频谱资源处于空闲状态,导致频谱利用率低下。为此,认知无线电技术应运而生。此外,由于无线通信具有的广播特性,认知无线通信极易受到非法用户的窃听攻击。物理层安全作为一种新兴的抗窃听传输技术,通过利用无线信道的随机、互易和时变等物理特性,可望从根本上解决无线通信面临的安全问题。在此背景下,本文研究了多天线认知无线通信系统中的物理层安全问题,主要通过利用天线选择方法,以此改善认知无线系统的物理层安全性能。主要研究工作和创新点如下:首先,研究了多天线认知无线系统中的天线选择方法,在保证主用户通信服务质量不受影响的前提下,提出了一种基于全局瞬时信道状态信息（Channel State Information,CSI）的最优天线选择方法（Optimal Antenna Selection,OAS）,定量分析了认知节点和窃听节点的天线数目对物理层安全的性能影响,理论上推导了轮回调度（Round Robin Scheduling,RRS）和OAS方案的安全分集度。与传统的轮回调度方案相比,OAS选择方案显著提升... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 认知无线电技术简介
        1.2.1 频谱感知
        1.2.2 频谱接入
    1.3 能量采集技术简介
        1.3.1 面向时间分配的能量采集
        1.3.2 面向功率分配的能量采集
        1.3.3 面向天线切换的能量采集
    1.4 论文主要工作
        1.4.1 论文主要研究内容
        1.4.2 研究内容的关联性
        1.4.3 研究内容的创新性
    1.5 论文结构安排
第二章 多天线认知无线网络中的物理层安全技术
    2.1 认知无线网络中的安全攻击类型
        2.1.1 模拟主用户攻击
        2.1.2 位置隐私信息泄露
        2.1.3 虚假感知数据攻击
        2.1.4 信息窃听攻击
    2.2 物理层安全方法简介
        2.2.1 用户调度
        2.2.2 人工噪声
        2.2.3 多输入多输出
        2.2.4 中继协作
    2.3 认知无线网络中的物理层安全研究现状
    2.4 本章小结
第三章 基于窃听信道CSI已知的天线选择
    3.1 引言
    3.2 基于窃听信道CSI已知的天线选择
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 安全中断概率分析
        3.2.3 安全分集度分析
    3.3 数值结果与分析
    3.4 本章小结
    附录 式3-6的具体推导过程
第四章 基于窃听信道CSI未知的天线选择
    4.1 引言
    4.2 基于窃听信道CSI未知的天线选择
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 安全中断概率分析
        4.2.3 安全分集度分析
    4.3 数值结果与分析
    4.4 本章小结
    附录 式4-9的具体推导过程
第五章 基于能量采集的高安全可靠认知无线传输
    5.1 引言
    5.2 系统模型
    5.3 安全-可靠折衷分析
        5.3.1 轮回调度方案
        5.3.2 基于能量感知的天线选择方案
    5.4 数值结果与分析
    5.5 本章小结
    附录 式5-31的具体推导过程
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于稳定匹配的认知无线网络协作物理层安全机制[J]. 冯晓峰,高新波,宗汝.  电子学报. 2018(05)
[2]空间调制系统下改进的匹配滤波检测算法[J]. 李小文,薛尧,张丁全.  光通信研究. 2017(01)
[3]多用户调度在中继网路中的安全性能分析[J]. 冯友宏,曹喜珠,王韦刚,丁绪星,王再见,王启蒙.  无线电通信技术. 2017(01)
[4]联合发端天线选择和收端人工噪声的物理层安全传输方法[J]. 张亚军,梁涛,柳永祥,孙爱伟.  电子与信息学报. 2015(09)
[5]5G移动通信网络关键技术综述[J]. 赵国锋,陈婧,韩远兵,徐川.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]认知网络中的多用户MIMO线性协作频谱感知问题研究[J]. 黑永强,李晓辉,李文涛.  通信学报. 2012(02)

博士论文
[1]协作认知无线电网络中物理层安全问题研究[D]. 李振.北京交通大学 2017



本文编号：3570489