窃听环境下轮流中继网络的安全传输方案

针对含有多个窃听者、多个中继的无线通信网络的传输安全问题,提出了一种新的轮流中继安全传输方案.以降低系统平均安全中断概率为目标,所提方案在源节点发送保密信息的过程中,在每个传输时隙均选择一个最优中继对前一时隙接收到的信号进行转发以干扰窃听者,并在目的节点处进行干扰消除.为评估系统性能,推导得到了系统平均安全中断概率的闭...     

一种双信道协作中继的认知网络功率分配算法

针对认知无线网络主、次用户的互相干扰对网络中断性能以及系统传输效率的影响进行了研究,采用一种双信道协作中继的传输方案来减少干扰,并提出一种基于中断概率的最优功率分配方案来改善中断性能和传输效率。在该传输方案中,主、次系统通过对接收的主信号和复合信号进行处理,采用连续的干扰解码和消除得到去干扰信号。该功率分配方案在保障主系统中断性能的前提下,提出次系统中断概率的优化方程,通过关联功率分配因子来实现最大化次系统吞吐量。实验结果表明,该算法在改善中断性能和系统吞吐量方面具有较好的效果。     

窃听环境下协作通信网络的机会中继选择方法

传统的最佳中继选择方法仅依赖于合法用户的信道条件,在存在窃听用户的环境中无法保证信息传输的安全性与私密性。针对该问题,以最小化系统安全中断概率为目标,综合考虑合法用户与窃听用户的信道状态信息,提出一种新的机会中继选择方法。针对解码转发协作通信网络,给出系统总发射功率受限条件下的最佳功率分配方案,并在此基础上设计最佳中继节点的选择方法,推导得到系统安全中断概率的闭式表达式。仿真结果验证了该闭式表达式的正确性,并表明与传统中继选择方法相比,提出的中继选择方法可显著降低系统的安全中断概率。     

基于非理想CSI的全双工双向中继系统保密中断概率性能研究

研究基于译码转发的全双工中继系统的物理层安全问题。假设系统模型中窃听者与合法用户以及中继之间存在直接链路,考虑在合法用户和中继之间的信道状态信息（channel state information,CSI）是非理想的情况下,通过分析信道估计误差、窃听信道的平均信噪比和残余自干扰对中继系统物理层安全的影响,推导出每个节点端到端瞬时信干噪比和非理想CSI下的保密中断概率表达式。仿真结果表明,信道估计误差、窃听信道的平均信噪比和残余自干扰越小,系统保密中断概率越小,系统安全性能越高;在高信噪比时,残余自干扰对保密中断概率的影响可以忽略不计;同时,全双工中继方案优于传统的半双工中继方案。     

协作通信中基于AHP的灵活节能中继选择算法

目前无线协作通信系统中存在系统能量消耗大、网络生命周期短等问题,良好的中继选择方案是减小能耗的有效途径。因此,提出基于AHP的灵活节能中继选择算法。在信息传输阶段,由控制单元根据协作概率判断节点是否激活自身侦听广播信息包,为减小能耗对协作概率进行优化,并根据系统中断概率获得预计信息量的表达式。采用层次分析法综合考虑节点剩余能量比、链路信噪比、中断概率,从激活状态下的节点中灵活选择优化中继节点进行协作传输。仿真结果表明,该方案在预计即时信息量、中断概率、能耗均衡方面具有一定优势,能够有效减少协作通信网络中的能量消耗,提升网络整体性能。     

NOMA系统的被动中继选择策略研究

针对传统的多中继协作网络传输中低频谱效率和高功率消耗等问题,在非正交多址技术的多中继协作通信网络中,提出一种基于中断概率的被动中继选择策略。推导网络中两个用户的中断概率的精确表达式,并分析两个用户在高信噪比下中断概率的近似结果和它们的分集增益。仿真分析中继数目、中继位置和功率分配系数对两个用户中断性能的影响。与非正交协作网络中部分中继选择策略仿真对比,结果表明,中继数目大于2时,该策略分集增益更大,并且随着中继数目的增大,该策略具有显著的中断性能优势。     

认知多中继网络中断性能优化研究

研究了认知多中继网络的中断性能优化方法,提出了认知节点发射功率最大值受限和主用户干扰功率受限条件下的最优功率分配(OPA)方法,优化设计感知时间使认知中继网络的中断性能最优。仿真结果表明,最佳功率分配方案的中断性能优于等功率分配(EPA)方案,且存在最佳的感知时间使认知多中继网络的中断性能最优,在高信噪比区域采用多个认知中继协作传输可有效提高认知无线电网络的中断性能。     

认知无线中继网络最小化中断概率功率分配算法

为提升认知无线中继网络的中断性能,通过分析系统中断概率及用户功率分配情况,提出一种最小化中断概率的功率分配算法。给出在主用户干扰约束和总功率约束条件下最小化中断概率的数学优化方程组,根据用户的最大发射功率与干扰电平阈值的受限关系,分别考虑分配功率不超过干扰电平阈值、中继节点功率受限于干扰电平阈值以及所有节点受限于干扰电平阈值这3种情况,对应提出3种最佳功率分配方案,并基于KKT条件求解最优值。实验结果表明,该功率分配算法与基于频谱共享以及基于机会主义中继选择的中断概率分析方法相比,性能增益提升显著,并且在总功率、干扰电平变化的条件下,所采用的功率分配方案提升系统中断性能效果较好。     

协同通信系统中基于协作干扰的无线安全增强

研究了无线协同通信网络中的信息传输安全问题,提出了信源与中继端联合发送人工干扰的物理层安全传输策略,分析了干扰剩余度对合法目的端信道容量和协同系统保密容量的影响,并在此基础上推导了系统安全中断概率的近似表达式。仿真结果表明低信噪比下可控的人工干扰能够有效增强系统安全性能,而高信噪比下干扰剩余度对系统性能的影响更为显著。     

具有能量收集功能的认知中继网络安全性能分析

为提高认知中继网络在物理层上的安全性能,结合能量采集技术与人工噪声干扰技术,构建一种具有能量收集功能的认知中继网络模型。将认知用户的信号传输过程分为能量收集和信号处理2个时隙,在2个时隙中分别从认知源节点和目的节点处向窃听节点发送人工噪声,以干扰其窃听过程。分析各时隙中链路的信噪比情况,利用信噪比推导出选择最优中继和最小残留自干扰中继时中断概率与窃听概率的闭合表达式。仿真结果表明,相比轮询调度算法与设置干扰节点法,该模型能有效降低认知用户信号传输时的中断概率与窃听概率。