分布式無線協(xié)同通信系統(tǒng)信道安全性研究.pdf

1、協(xié)同通信技術(shù)具有抗干擾能力強、系統(tǒng)傳輸速率高和網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高的優(yōu)點,能夠提高無線通信系統(tǒng)傳輸?shù)挠行院涂煽啃浴o線信道的開放性使得信號在傳輸過程中易被竊聽,給通信安全帶來了挑戰(zhàn),本文從信息論的角度對無線協(xié)同中繼竊聽信道的物理層安全問題展開了深入研究,主要研究工作如下:
　　基于單中繼雙向竊聽信道模型提出了通過中繼廣播人工噪聲干擾竊聽者信道的方案,分析并推導(dǎo)出該對稱通信信道的可達安全容量。在總功率受限的條件下,分別討論了等功率分配方案

2、和已知信道狀態(tài)信息(Channel state information, CSI)的最優(yōu)功率分配方案,計算了源-中繼節(jié)點之間的最優(yōu)功率分配因子解析解,該分配因子與竊聽者的位置有關(guān)。針對實際通信中竊聽者的位置信息很難獲知的情況,提出了較為切實可行的次優(yōu)功率分配方案。仿真實驗驗證了該方案能夠有效降低竊聽者的信道質(zhì)量,提高系統(tǒng)安全通信范圍和信道安全容量。
　　將單中繼信道模型擴展到分布式多中繼信道模型,并對其進行了深入的研究。針對分布式

3、協(xié)同中繼系統(tǒng),提出了由源節(jié)點或中繼節(jié)點在合法接收者信道的零空間內(nèi)廣播人工噪聲的兩種干擾協(xié)同方案。在完全 CSI已知條件下,分析了這兩種方案中有用信號-人工噪聲的功率分配問題,并給出了最優(yōu)功率分配因子解析解,其最優(yōu)分配因子與主信道是否優(yōu)于竊聽信道有關(guān):主信道較好時,最優(yōu)功率分配因子大于0.5;反之應(yīng)小于0.5,此時應(yīng)分配更多的發(fā)射功率用于廣播人工噪聲以干擾竊聽信道,達到安全通信的目的?？紤]實際中竊聽者的CSI難以獲知,提出了高信噪比下的次