基于協(xié)作干擾的安全雙向中繼網(wǎng)絡(luò)無線資源優(yōu)化.pdf

1、物理層安全充分利用物理層鏈路的內(nèi)在隨機(jī)特性，可以有效避免保密信息遭受惡意用戶的竊聽。然而傳統(tǒng)的物理層安全模型中，系統(tǒng)的物理層安全性能有限，且頻譜利用率不高。為此，本論文引入雙向協(xié)作中繼和協(xié)作干擾技術(shù)，提高主信道傳輸速率的同時(shí)削弱竊聽信道，以提升系統(tǒng)的安全容量。雙向中繼和協(xié)作干擾的引入為物理層安全的無線資源優(yōu)化問題帶來新的挑戰(zhàn)。本論文以提高安全雙向中繼網(wǎng)絡(luò)安全容量，優(yōu)化無線資源配置為目標(biāo)，對中繼和干擾節(jié)點(diǎn)選擇以及功率控制這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行

2、研究。
　　首先，為了提高安全雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的安全容量和頻譜利用率，提出基于最大化安全容量的最優(yōu)中繼和干擾節(jié)點(diǎn)選擇(MSC-RJS)策略。針對基于AF協(xié)議的安全雙向中繼網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)模型，給出模型的各項(xiàng)參數(shù)，分析主信道和竊聽信道接收端的等效信噪比，確定系統(tǒng)安全容量的數(shù)學(xué)表達(dá)形式;在此基礎(chǔ)上，提出MSC-RJS策略，并研究幾種中繼和干擾節(jié)點(diǎn)選擇算法和相應(yīng)的次優(yōu)選擇算法，選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)和干擾節(jié)點(diǎn)策略集，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全容量的優(yōu)化。

3、>　　其次，為了優(yōu)化安全雙向中繼網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的效用，降低干擾節(jié)點(diǎn)對主信道的負(fù)面干擾，提出一種基于Stackelberg博弈的源節(jié)點(diǎn)與干擾節(jié)點(diǎn)聯(lián)合功率控制算法。針對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的自私特性，分析源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和干擾節(jié)點(diǎn)之間的競爭與協(xié)作關(guān)系，建模為Stackelberg主從博弈，并構(gòu)造源節(jié)點(diǎn)和干擾節(jié)點(diǎn)的效用函數(shù);采用重復(fù)迭代算法尋求博弈的Stackelberg均衡解，證明Stackelberg均衡的存在性和收斂性。通過基于Stackelberg