面向异构蜂窝无线网络的物理层安全关键技术研究

发布时间：2022-01-26 15:52

　　为了解决由各种无线设备（例如,智能电话、平板电脑和笔记本电脑等）产生的数据流量的爆炸性增长问题,异构网络（Heterogeneous Network,HetNet）正在成为增强系统容量和覆盖范围以保证用户服务质量的有效手段。HetNet通常由各种宏蜂窝、小蜂窝（例如,微蜂窝、微微蜂窝和毫微蜂窝等）、中继站以及分布式天线等异构设备组成。宏蜂窝基站和上述异构设备在相同的频带上同时发送它们各自的机密消息,这将显著提高频谱效率。但是,一方面,由于各种异构设备同时访问相同的频带,它们之间可能存在相互干扰。另一方面,由于无线通信的广播性质和HetNet的开放系统架构,传输给合法用户的机密消息更易受到窃听攻击。因此,研究HetNet的安全可靠传输有重要意义。本文以升无线传输的安全可靠性能为目的,研究了异构蜂窝无线网络的物理层安全关键技术。本文的主要工作和创新点归纳如下:首先,研究了包含有单源节点、单目标节点和单窃听节点的异构无线通信场景,其中,源节点、目标节点和窃听节点都配备多个异构无线电接入接口。为了增强系统的安全性能,提出一种多无线电协作（Multi-Radio Cooperation,MRC）... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 异构无线网络概述
        1.2.1 小蜂窝网络
        1.2.2 认知无线网络
        1.2.3 中继网络
        1.2.4 分布式天线系统
    1.3 物理层安全简介
    1.4 本文的主要研究内容与创新点
    1.5 论文结构安排
第二章 异构多无线电协同网络的物理层安全研究
    2.1 引言
    2.2 异构无线网络中的多无线电协作
        2.2.1 系统模型
        2.2.2 MRS方案
        2.2.3 MRC方案
    2.3 MRC方案零窃听概率证明
    2.4 数值结果与分析
    2.5 本章小结
第三章 异构网络干扰受限的窃听概率分析
    3.1 引言
    3.2 异构无线网络的频谱共享
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 OMA方案
        3.2.3 IL-NOMA方案
        3.2.4 IC-NOMA方案
    3.3 窃听概率分析
        3.3.1 OMA方案
        3.3.2 IL-NOMA方案
        3.3.3 IC-NOMA方案
    3.4 安全分集增益分析
        3.4.1 OMA方案
        3.4.2 IL-NOMA方案
        3.4.3 IC-NOMA方案
    3.5 数值结果与分析
    3.6 本章小结
    附录 A式(3.40)的具体推导过程
    附录 B式(3.49)的具体推导过程
第四章 异构分布式多天线通信系统的安全可靠折中研究
    4.1 引言
    4.2 频谱共享的异构蜂窝网络
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 IL-OAS
        4.2.3 IC-OAS
    4.3 安全可靠性能分析
        4.3.1 IL-OAS
        4.3.2 IC-OAS
    4.4 数值结果与讨论
    4.5 本章小结
    附录 A式(4.29)的具体推导过程
    附录 B式(4.47)和(4.48)的具体推导过程
第五章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 后续研究展望
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]Uplink Performance Analysis in Multi-Tier Heterogeneous Cellular Networks with Power Control and Biased User Association[J]. Han Hu,Hong Wang,Qi Zhu,Ziyu Pan.  中国通信. 2016(12)
[2]Dynamic Resource Allocation in TDD-Based Heterogeneous Cloud Radio Access Networks[J]. Zhi Yu,Ke Wang,Hong Ji,Xi Li,Heli Zhang.  中国通信. 2016(06)
[3]平坦地面无线信道的大尺度衰落特性[J]. 王代华,宋林丽,王宇龙,孔祥善,张志杰.  计算机工程与设计. 2012(06)
[4]大尺度衰落LTE协作通信的波束成型优化设计[J]. 冯晶凌,刘伟.  信息技术. 2012(05)
[5]小尺度时变多径衰落信道的仿真研究[J]. 胡凯,崔琛.  电子信息对抗技术. 2010(03)
[6]小尺度衰落的定性分析[J]. 邵朝,廖延娜.  西安邮电学院学报. 2000(01)

博士论文
[1]异构协作无线网络的覆盖与容量研究[D]. 吴慧慈.北京邮电大学 2018



本文编号：3610759