窃听场景下的无线传感网络中继功率分配算法
发布时间：2022-01-15 03:03
多窃听与多中继下的信息安全率研究为无线传感器网络的研究热点。针对信道状态已知条件下传统中继功率固定分配算法的信息安全率较低的问题,提出一种中继功率优化分配算法,以最大信息安全率为目标函数,以中继功率为约束条件,采用变量松弛技术和Charnes-Cooper变换将非凸目标函数转化为凸形式,进而利用一维搜索方法找到最优功率分配权值。仿真结果表明了本文算法的有效性。
【文章来源】：高技术通讯. 2020,30(02)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
SPS中继
SPS中继将通信过程中的射频段信号(radio frequency segment signal,RFSG)转换为自身所需能量并把收集到的能量(假设收集到的总能量为1)按如下原则进行分配。(1)将收集到的能量分为 1- a ˉ i 和 a ˉ i两部分, a ˉ i∈[0,1]。(2)将 1- a ˉ i 部分能量用于接收传递信息,而 a ˉ i部分能量分为ρi与1-ρi两部分。(3)ρi部分能量用于产生干扰信号,1-ρi部分能量用于放大接收信号,其中η为能量传输效率。图2 SPS中继
图3显示发射功率的改变对信息安全率的影响情况。从图3中可以看出,在相同的发射功率下,BEST-CJ-SPS算法的性能优于CJ-SPS算法,其原因在于CJ-SPS算法下的能量分配 a ˉ i并非最优值,相反地,BEST-CJ-SPS为最优的能量分配,此时的 a ˉ * = 0.61为最优分配方式。最后,NO-CJSPS[14]算法与algo-NO-CJSPS算法的安全率相较于其他算法的安全率较低,其原因在于后2种算法中SPS中继均没有产生干扰信号,即S为0矩阵,从而使得后面2种算法的信息安全率均较低。图4显示发射功率的改变对安全率的影响情况。将图3与图4进行对比可以发现,在窃听者个数相同的情况下,中继越多,信息传输越为完整,相应的信息安全率越大。实际上,由于中继发射的干扰信号仅对窃听者有效,因此,中继个数的增加会提高接收者信噪比,同时降低窃听者的信噪比,进而提高了用户的信息安全率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大规模分布式系统的物理层安全技术研究[J]. 张鸿,张金波,周云. 无线电工程. 2019(01)
[2]协作干扰下的无线安全传输联盟享乐博弈[J]. 曹扬,张斌,邱雪松,郭少勇. 北京邮电大学学报. 2017(S1)
本文编号：3589771
【文章来源】：高技术通讯. 2020,30(02)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
SPS中继
SPS中继将通信过程中的射频段信号(radio frequency segment signal,RFSG)转换为自身所需能量并把收集到的能量(假设收集到的总能量为1)按如下原则进行分配。(1)将收集到的能量分为 1- a ˉ i 和 a ˉ i两部分, a ˉ i∈[0,1]。(2)将 1- a ˉ i 部分能量用于接收传递信息,而 a ˉ i部分能量分为ρi与1-ρi两部分。(3)ρi部分能量用于产生干扰信号,1-ρi部分能量用于放大接收信号,其中η为能量传输效率。图2 SPS中继
图3显示发射功率的改变对信息安全率的影响情况。从图3中可以看出,在相同的发射功率下,BEST-CJ-SPS算法的性能优于CJ-SPS算法,其原因在于CJ-SPS算法下的能量分配 a ˉ i并非最优值,相反地,BEST-CJ-SPS为最优的能量分配,此时的 a ˉ * = 0.61为最优分配方式。最后,NO-CJSPS[14]算法与algo-NO-CJSPS算法的安全率相较于其他算法的安全率较低,其原因在于后2种算法中SPS中继均没有产生干扰信号,即S为0矩阵,从而使得后面2种算法的信息安全率均较低。图4显示发射功率的改变对安全率的影响情况。将图3与图4进行对比可以发现,在窃听者个数相同的情况下,中继越多,信息传输越为完整,相应的信息安全率越大。实际上,由于中继发射的干扰信号仅对窃听者有效,因此,中继个数的增加会提高接收者信噪比,同时降低窃听者的信噪比,进而提高了用户的信息安全率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大规模分布式系统的物理层安全技术研究[J]. 张鸿,张金波,周云. 无线电工程. 2019(01)
[2]协作干扰下的无线安全传输联盟享乐博弈[J]. 曹扬,张斌,邱雪松,郭少勇. 北京邮电大学学报. 2017(S1)
本文编号：3589771
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