協(xié)作認知無線電技術(shù)作為一種基于協(xié)作方式的認知無線電技術(shù),既解決了次級用戶頻譜資源短缺的難題,也可以在次級用戶的協(xié)助下提高主用戶的傳輸性能。但是隨著無線通信的快速發(fā)展,由于無線信道本身的廣播特性以及次級用戶的非授權(quán)特性而引發(fā)的協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全問題卻越來越嚴重。考慮到傳統(tǒng)加密算法以及密鑰分配管理的高復(fù)雜度不適用于協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò),本文利用基于無線信道自身特性的物理層安全技術(shù)來保證用戶的安全傳輸。5G和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推進使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量劇增,對全部節(jié)點實現(xiàn)持續(xù)供能變成了另一大難題,因此本文進一步考慮到協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)中的次級用戶是能量受限用戶,提出了利用能量收集技術(shù)來實現(xiàn)次級用戶的自我供能。針對上述描述,本文研究了基于能量收集技術(shù)的協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)中無直連鏈路主用戶的安全可靠傳輸問題,其主要研究內(nèi)容為:（1）首先,研究了基于收集-使用模式能量收集技術(shù)的協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸問題。針對竊聽風(fēng)險,提出了一種雙階段協(xié)作干擾策略確保主用戶的安全傳輸。作為協(xié)作者的次級用戶都利用射頻能量收集技術(shù)在通信的第一階段收集能量,并將能量用于第二階段的信號轉(zhuǎn)發(fā)和干擾發(fā)送。根據(jù)通信流程,以最大化主... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１保密系統(tǒng)一般模型??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｇｅｎｅｒａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｅｃｕｒｉｔｙ?ｓｙｓｔｅｍ??

碼的方法來實現(xiàn)消息的安全傳輸。Ｗｙｎｅｒ在其１９７５年發(fā)表的論文中創(chuàng)造性地研究?．??了三節(jié)點竊聽信道模型其具體模型圖如下圖１－２所示：??？??Ｅｖｅ??合法信道：?？竊聽信道：一＊＊？％？－？－??圖１－２竊聽信道模型??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｗｉｒｅｔａｐ?ｃｈａｎｎｅｌ??在此模型中Ａｌｉｃｅ想要與Ｂｏｂ進行通信，但是Ｅｖｅ會竊聽他們的信息。Ｗｙｎｅｒ證明??在合法用戶信道質(zhì)量優(yōu)于竊聽信道質(zhì)量的前提下，可以通過適當?shù)陌踩幋a使得??Ｂｏｂ能以任意小的錯誤概率從Ｙ中得出源消息Ｘ，而竊聽者Ｅｖｅ則幾乎從Ｚ中得??不到任何有用消息，即實現(xiàn)了完美保密性。除此以外，Ｗｙｎｅｒ首次提出了安全容量??（Ｓｅｃｒｅｃｙ?Ｃａｐａｃｉｔｙ）為可以實現(xiàn)完美保密性的傳輸速率解集中的最大值。緊接著，在??此基礎(chǔ)上Ｃｓｉｓｚａｒ和Ｌｅｕｎｇ－Ｙａｎ－Ｃｈｅｏｎｇ在１９７８年進一步研究了廣播竊聽信道［１１］模??型和高斯竊聽信道［１２］模型。Ｌｅｕｎｇ－Ｙａｎ－Ｃｈｅｏｎｇ還在其論文中推導(dǎo)出了高斯竊聽信??４??

３．１．１系統(tǒng)模型??本章節(jié)研宄的協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)模型由一對主用戶和若干個次級用戶組??成，如圖３－１所示。由于需要通信的主用戶對ＰＵ－Ｓ和ＰＵ－Ｄ之間沒有直接鏈路，??因此其中一個次級用戶ＳＵ－Ｒ作為中繼來協(xié)助傳輸。因為次級用戶為非授權(quán)用戶，??可能存在惡意的次級用戶會竊聽主用戶的信息，因此模型中存在一個潛在竊聽者??ＳＵ－Ｅ。為了防止竊聽，另一個次級用戶ＳＵ－Ｊ作為友好千擾者發(fā)送人工噪聲信號??來干擾竊聽者。友好干擾者ＳＵ－Ｊ為多天線用戶，其天線數(shù)量為見其他用戶都為??單天線用戶。ＳＵ－Ｒ和ＳＵ－Ｊ都是能量受限或是沒有多余能量來協(xié)助主用戶傳輸?shù)??具有能量收集功能的設(shè)備，因此ＳＵ－Ｒ和ＳＵ－Ｊ用于協(xié)助主用戶的能量全部來源于??在通信的第一階段對主用戶所發(fā)信號進行ＲＦ－ＥＨｏＳＵ－Ｊ的千擾作用只對通信的第??二階段起作用，進而提出了目的節(jié)點協(xié)助干擾的策略，即在通信的第一階段ＰＵ－Ｄ??發(fā)送人工噪聲信號，因此通信的兩個階段都是受保護的。??ＳＵ－Ｅ＾?｜?ＳＵ－Ｅ＾??ｈｓＥ／Ｚ?Ｉ?ｈ?／??｜）?＾?ｆｔ?＾?＾—｜ｊ?｜?｜）??ＰＵ－ｓ＼／?ＳＵ－Ｊ?＞＾ＰＵ－Ｄ?ＰＵ－Ｓ?ＳＵ－Ｊ?ＰＵ．Ｄ??Ｉ?象??ＳＵ－Ｒ?Ｉ?ＳＵ－Ｒ??信號鏈路?？?噪聲鏈路?ｖ?竊聽鏈路一??第一階段?第二階段??Ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｐｈａｓｅ?Ｔｈｅ?ｓｅｃｏｎｄ?ｐｈａｓｅ??圖３－１系統(tǒng)模型圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｓｙｓｔｅｍ?ｍｏｄｅｌ??假設(shè)所有用戶之間的無線信道都為準靜態(tài)塊瑞利衰減信道

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線通信物理層安全方法綜述[J]. 胡愛群,李古月.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2014(03)
[2]協(xié)作通信技術(shù)的研究進展[J]. 詹瑞,劉俊.  數(shù)字通信. 2013(01)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量收集技術(shù)分析[J]. 杜冬梅,何青,張志.  微納電子技術(shù). 2007(Z1)

博士論文
[1]協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)中物理層安全問題研究[D]. 李振.北京交通大學(xué) 2017

碩士論文
[1]面向動態(tài)竊聽的物理層安全策略設(shè)計[D]. 田宇琪.北京交通大學(xué) 2018
[2]協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)的資源分配和中繼選擇研究[D]. 李意文.西安電子科技大學(xué) 2016



本文編號：2957211