協(xié)作通信中基于博弈論的物理層安全研究.pdf

1、通信系統(tǒng)將允許多種類型的網(wǎng)絡(luò)移動終端隨時(shí)的加入和離開網(wǎng)絡(luò)，這樣的網(wǎng)絡(luò)將很容易被攻擊。任何在通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)都可能竊聽和截取信息。雖然現(xiàn)在我們有很多高安全性的加密方法，但是沒有一個(gè)系統(tǒng)在物理層是完全安全的。因此，物理層安全重新獲得了新的關(guān)注。物理層安全成為了一個(gè)新興的研究安全的領(lǐng)域，目的就是最大化源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的可靠信息的比率，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)達(dá)到完全安全的數(shù)據(jù)傳輸，并且使竊聽的惡意節(jié)點(diǎn)得不到任何信息。這個(gè)最大化的比率就是安全容量。
　

2、　 本文運(yùn)用博弈論的方法來研究協(xié)作通信中的物理層安全問題，以此來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的安全容量。假定這個(gè)協(xié)作通信模型包括一個(gè)源節(jié)點(diǎn)，一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)，一個(gè)竊聽節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)?？梢酝ㄟ^中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)來達(dá)到安全容量的最優(yōu)值。本文中，將協(xié)作通信的模型構(gòu)建成一個(gè)基于斯塔克爾貝格博弈的買賣雙方的模型，把模型中的安全容量作為性能度量，得到安全容量的最優(yōu)值。
　　 將源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)作為博弈論架構(gòu)中的參與者，構(gòu)成一種對抗關(guān)系，每個(gè)參與者是自私的，都想最

3、大化自己的效用函數(shù)。定義源節(jié)點(diǎn)為買方，中繼節(jié)點(diǎn)為賣方。源節(jié)點(diǎn)通過一定的價(jià)格向中繼節(jié)點(diǎn)購買功率，來改善安全容量的值。中繼節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)索要一定的價(jià)格來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果價(jià)格太低，那么中繼節(jié)點(diǎn)的利潤就很低；如果價(jià)格太高，源節(jié)點(diǎn)將不會購買中繼的功率或者從其他的中繼購買功率。因此，存在一個(gè)價(jià)格的平衡點(diǎn)，只要恰當(dāng)?shù)倪x擇價(jià)格及中繼發(fā)送的功率，安全容量就可以被最大化。為了得到博弈的結(jié)果，我們采用了一種更加簡便的分布式算法，區(qū)別于傳統(tǒng)的集中式算法。通過仿真結(jié)