正交中繼竊聽信道的最優(yōu)中繼函數(shù)及安全性能研究.pdf

1、如今無(wú)線通信已經(jīng)步入了數(shù)字化、個(gè)人化、移動(dòng)化和寬帶化的時(shí)代。無(wú)線通信的靈活性使其在人們生活中被廣泛運(yùn)用，對(duì)推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)生活的不斷發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用?？墒菬o(wú)線通信的廣播特性也帶來(lái)了巨大的安全隱患，任何接收設(shè)備只要在信號(hào)的覆蓋范圍之內(nèi)都能收到發(fā)送者的消息。于是安全通信就應(yīng)運(yùn)而生了。本文從信息理論的角度來(lái)研究安全通信。在具體的通信系統(tǒng)下，通過(guò)所有可能的手段使接收者能盡可能多地得到發(fā)送者發(fā)出的消息，這是通信的可用性；使竊聽者盡可能少地得到

2、發(fā)送者發(fā)出的消息，這是通信的可靠性。
　　本文從信息理論安全的角度對(duì)無(wú)線通信中的正交中繼信道的模型進(jìn)行研究。由于傳統(tǒng)的AF策略的中繼函數(shù)是單純的線性關(guān)系，中繼只對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行放大，這相當(dāng)于重復(fù)編碼，所以我們認(rèn)為傳統(tǒng)AF策略沒(méi)有充分利用中繼信道的資源。本文在四節(jié)點(diǎn)正交中繼竊聽信道中引入分段線性AF(PLAF)策略。我們推導(dǎo)了PLAF策略在離散無(wú)記憶信道下的疑義速率范圍和可達(dá)安全速率的表達(dá)式，以及高斯情況下的可達(dá)安全速率和最優(yōu)中繼函

3、數(shù)的優(yōu)化辦法。接著我們假定系統(tǒng)拓?fù)浜凸β省⒃肼?、增益等參?shù)，通過(guò)仿真比較了PLAF和傳統(tǒng)AF策略的安全性能。從仿真結(jié)果來(lái)看，在正交中繼竊聽信道中PLAF策略比傳統(tǒng)AF策略提供更大的安全速率；當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)處于源和目的節(jié)點(diǎn)的中間位置時(shí)，最優(yōu)中繼函數(shù)就是傳統(tǒng)AF的線性中繼函數(shù)。在PLAF的中繼函數(shù)優(yōu)化過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)并不是中繼節(jié)點(diǎn)的功率越大信道的安全速率就越大，所以我們考慮通過(guò)功率分配來(lái)進(jìn)一步提高安全速率。我們依然選擇在四節(jié)點(diǎn)正交中繼竊聽信道中