無線攜能通信技術(shù),能夠在保持有效通信的同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)中能量受限的節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定而持續(xù)的電源供應(yīng)。然而,其作為無線通信的拓展與延伸,同樣面臨著信息泄露的安全威脅。近些年興起的物理層安全技術(shù),作為高層加密手段的重要補(bǔ)充,能夠利用無線信道的“指紋特性”以較低的計(jì)算復(fù)雜度保證通信過程安全不受竊聽,為無線攜能通信系統(tǒng)的安全防護(hù)提供了全新的思路。無線攜能通信中的物理層安全技術(shù)研究剛剛起步,相關(guān)工作尚且比較有限,仍存在幾點(diǎn)問題亟待解決:1)缺乏結(jié)合無線信道時(shí)變特性對(duì)能量傳遞與信息傳輸之間安全需求差異的考慮;2)缺乏適用于無線攜能通信系統(tǒng)中上行鏈路的安全傳輸方案;3)缺乏對(duì)多小區(qū)攜能通信網(wǎng)絡(luò)中能量效率與平均安全性能的考慮。受此驅(qū)動(dòng),本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目與國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)基金對(duì)無線攜能通信中的物理層安全傳輸技術(shù)展開研究。首先,考慮無線攜能通信系統(tǒng)中的單小區(qū)覆蓋場景,針對(duì)下行鏈路提出一種機(jī)會(huì)式傳輸方案來保證安全性能;針對(duì)上行鏈路提出一種基于能量門限的on-off安全傳輸方案,以適當(dāng)?shù)膫鬏斞舆t換取安全增益。最后,考慮無線攜能通信技術(shù)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中部署的場景,提出一種多小區(qū)聯(lián)合波束成形...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
常用縮略語對(duì)照表
常用符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 無線攜能通信息技術(shù)的興起
        1.1.2 無線攜能通信中的安全威脅
        1.1.3 物理層安全技術(shù)的興起
        1.1.4 無線攜能通信中的物理層安全技術(shù)研究
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無線攜能通信技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無線攜能通信中的物理層安全傳輸?shù)膰鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 現(xiàn)有研究中存在的不足
    1.4 論文主要內(nèi)容
    1.5 論文章節(jié)安排
第二章 無線攜能通信系統(tǒng)物理層安全研究相關(guān)理論技術(shù)概述
    2.1 物理層安全技術(shù)
        2.1.1 波束成形技術(shù)
        2.1.2 人工噪聲技術(shù)
    2.2 無線攜能通信中的物理層安全模型
        2.2.1 時(shí)域切換型
        2.2.2 功率分割型
    2.3 基于隨機(jī)幾何的通信系統(tǒng)建模概述
        2.3.1 基于泊松點(diǎn)過程建模的基礎(chǔ)理論
        2.3.2 基于泊松簇過程建模的基礎(chǔ)理論
    2.4 凸優(yōu)化理論概述
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于動(dòng)態(tài)“信-能”切換的機(jī)會(huì)式安全傳輸方案
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 位置拓?fù)?br>        3.2.2 通信模型
        3.2.3 非線性能量采集模型
        3.2.4 信道模型
    3.3 基于動(dòng)態(tài)“信-能”切換的機(jī)會(huì)式安全傳輸方案
    3.4 性能分析
        3.4.1 信息傳輸性能
        3.4.2 能量輸送性能
    3.5 門限優(yōu)化
    3.6 仿真實(shí)驗(yàn)
        3.6.1 線性與非線性能量采集模型對(duì)比分析
        3.6.2 門限優(yōu)化結(jié)果
        3.6.3 方案性能對(duì)比
        3.6.4 系統(tǒng)參數(shù)分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于能量門限的on-off安全傳輸方案
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
    4.3 基于能量門限的on-off安全傳輸方案
    4.4 安全性能分析
    4.5 雙門限優(yōu)化
        4.5.1 最優(yōu)選擇算法
        4.5.2 次優(yōu)簡化算法
    4.6 實(shí)驗(yàn)仿真
        4.6.1 算法性能對(duì)比
        4.6.2 系統(tǒng)參數(shù)影響
    4.7 本章小結(jié)
第五章 異構(gòu)攜能通信網(wǎng)絡(luò)中基于安全能量效率公平性的聯(lián)合波束成形方案
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型與問題描述
        5.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        5.2.2 信號(hào)模型
        5.2.3 非線性能量采集模型
        5.2.4 問題描述
    5.3 基于安全能量效率公平性的聯(lián)合波束設(shè)計(jì)
        5.3.1 波束設(shè)計(jì)方案的數(shù)學(xué)建模
        5.3.2 最優(yōu)聯(lián)合波束成形矢量求解
        5.3.3 求解算法總結(jié)與復(fù)雜度分析
    5.4 基于交替方向乘子算法的分布式求解方法
        5.4.1 構(gòu)造增廣懲罰問題
        5.4.2 雙變量對(duì)偶分解
        5.4.3 變量迭代更新
        5.4.4 算法總結(jié)
        5.4.5 信令開銷
        5.4.6 單基站計(jì)算復(fù)雜分析
    5.5 仿真實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
    5.7 附錄命題1的證明
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本工作總結(jié)
    6.2 前景展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡歷



本文編號(hào)：3831799