隨著未來移動數據流量的爆炸式增長,人們多樣化、差異化的通信服務需求對信息安全和用戶隱私保護都提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。一方面,在未來超密集復雜異構的新型網絡架構下,多網共存和網絡密集化部署,這使得網絡更加開放,由無線信道固有的廣播特性帶來的信息泄露問題尤為突出。另一方面,隨著大數據時代的到來,通信節(jié)點計算能力和學習能力不斷增強,傳統(tǒng)依賴于通信協(xié)議高層的加密技術所設計的安全機制受到嚴重沖擊,超密集異構網絡部署使得用戶間密鑰分發(fā)管理難以實施。物理層安全技術作為通信網絡高層加密技術的重要補充,其可以利用無線信道固有的隨機特性實現(xiàn)信息的高安全傳輸,被公認為是未來無線通信的關鍵技術之一。協(xié)作中繼技術作為物理層安全技術的重要使能技術,其可擴展通信范圍、降低信息泄露以及提高信息傳輸安全性。但協(xié)作中繼技術面臨以下問題:首先,半雙工中繼模式帶來嚴重的頻譜效率損失。雖然全雙工技術可以提高頻譜效率,但其會引入額外的回路干擾,干擾合法信息傳輸,導致系統(tǒng)安全性能的降低。其次,電池供電的移動用戶可能因為自身能量存儲有限而不能作為中繼節(jié)點協(xié)助通信。第三,移動終端持有者為具有社會屬性的人,人與人之間的社交關系能否指導協(xié)作... 

【文章來源】：山東大學山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數】：150 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
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第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 無線供能安全協(xié)作系統(tǒng)相關技術簡介
        1.2.1 協(xié)作中繼技術
            1.2.1.1 放大轉發(fā)協(xié)議
            1.2.1.2 解碼轉發(fā)協(xié)議
            1.2.1.3 協(xié)作干擾協(xié)議
        1.2.2 全雙工技術
            1.2.2.1 全雙工中繼
            1.2.2.2 回路干擾
        1.2.3 無線信息與能量同傳
            1.2.3.1 基本原理
            1.2.3.2 無線供能協(xié)作中繼系統(tǒng)
        1.2.4 社交網絡模型
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內容與組織結構
        1.4.1 關鍵科學問題
        1.4.2 研究內容與總體思路
        1.4.3 論文組織結構
第2章 無線供能全雙工中繼系統(tǒng)物理層安全傳輸方案設計
    2.1 系統(tǒng)模型
    2.2 保密率最大化問題建模
    2.3 波束矢量與時間切換因子聯(lián)合優(yōu)化設計
        2.3.1 能量波束設計
        2.3.2 信息波束設計
        2.3.3 時間切換因子優(yōu)化設計
        2.3.4 算法描述
        2.3.5 算法收斂性分析
    2.4 仿真分析
        2.4.1 時間切換因子對安全性能影響
        2.4.2 收斂性能
        2.4.3 保密率性能
    2.5 本章小結
第3章 自能量回收利用協(xié)作中繼系統(tǒng)魯棒安全傳輸方案設計
    3.1 自能量回收利用協(xié)作中繼系統(tǒng)
        3.1.1 系統(tǒng)模型
        3.1.2 問題建模
    3.2 最差情況保密率優(yōu)化方案設計
        3.2.1 信息安全傳輸條件
        3.2.2 功率分配方案設計
        3.2.3 信源信息波束和中繼接收矢量設計
        3.2.4 中繼發(fā)送波束設計
            3.2.4.1 部分收割能量用于信息傳輸
            3.2.4.2 全部收割能量用于信息傳輸
        3.2.5 WCSR優(yōu)化算法描述
        3.2.6 算法復雜度分析
    3.3 基于時間切換能量收割協(xié)議的魯棒中繼方案
        3.3.1 系統(tǒng)模型
        3.3.2 魯棒中繼方案設計
    3.4 仿真結果與分析
        3.4.1 ECSI不確定性信道誤差對安全性能影響
        3.4.2 功率分配性能分析
        3.4.3 最差保密率性能
    3.5 本章小結
第4章 基于社交關系感知的物理層安全傳輸方案設計
    4.1 系統(tǒng)模型
        4.1.1 社交信任度
        4.1.2 信號模型
            4.1.2.1 直連鏈路傳輸
            4.1.2.2 協(xié)作傳輸
    4.2 保密率優(yōu)化問題建模
    4.3 基于機會能量收割的協(xié)作干擾方案設計
        4.3.1 干擾波束設計
        4.3.2 基于上/下界的時間切換方案
        4.3.3 干擾節(jié)點選擇
        4.3.4 社交關系感知的協(xié)作安全方案描述
    4.4 仿真與分析
        4.4.1 中繼存儲能量對機會能量收割方案的影響
        4.4.2 期望保密率性能
    4.5 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 論文總結
    5.2 論文不足與研究展望
附錄A 第2章中命題、引理證明
    A.1 引理2.1證明
    A.2 命題2.2證明
    A.3 保密率與時間切換因子函數關系分析
附錄B 第3章中命題證明
    B.1 命題3.2證明
    B.2 命題3.3證明
附錄C 第4章中命題證明
    C.1 命題4.2證明
        C.1.1 基于上界的時間切換因子優(yōu)化算法
        C.1.2 基于下界的時間切換因子優(yōu)化算法
    C.2 保密率上界與時間切換因子的函數關系分析
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間的成果列表
英文論文
附件



本文編號：3637339