认知SWIPT安全信息传输与能量收集技术研究

发布时间：2023-12-24 19:55

　　由于无线信道的广播特性,从发射机到接收机直接传输的信息可能会遭到窃听用户的攻击。为了抵御窃听攻击,网络节点一般会采用传统的加密技术,但传统加密技术往往以计算复杂度和传输延迟为代价。物理层安全是一种区别于传统加密的保障安全通信的技术,它从香农信息论角度出发,可以从根本上解决窃听问题从而保障安全通信。在认知无线携能通信(SWIPT)网络中,认知节点与能量收集节点均可能为潜在的窃听用户,因此其对于安全性的要求高于传统认知无线网络(CRN)与无线携能网络。本论文对认知无线携能网络中安全信息传输与能量收集技术进行了研究,提出了针对不同场景的认知无线携能网络安全通信策略。在所提策略中,论文通过引入人工噪声(AN)辅助干扰,研究了最佳节点选择、波束成型设计等策略对系统安全性的影响。论文主要研究内容如下:论文第二章研究了基于认知节点能量收集与目的节点辅助干扰的主网络安全通信策略。认知节点配备携能接收装置,采用波束成型技术协助主网络进行安全通信。认知节点利用感知到的频谱和收集到的能量进行认知网络的数据传输。同时,主网络接收节点发送人工噪声干扰信号以干扰窃听节点。仿真表明,所提策略在允许认知网络使用授权频...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语对照表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 认知无线电网络
        1.1.2 无线携能通信网络
        1.1.3 认知无线携能通信网络
    1.2 物理层安全技术
    1.3 认知无线通信网络物理层安全
    1.4 认知SWIPT通信网络物理层安全
    1.5 论文主要工作和内容安排
        1.5.1 论文主要研究内容及创新点
        1.5.2 论文章节安排
第2章 基于认知节点能量收集与目的节点辅助的主网络安全通信
    2.1 系统模型
        2.1.1 第一阶段通信流程
        2.1.2 第二阶段通信流程
        2.1.3 主网络的安全速率和认知网络的通信速率
    2.2 波束成型向量设计与功率分割因子优化
        2.2.1 第一阶段认知节点的波束成型设计
        2.2.2 第二阶段认知节点的波束成型设计与功率分割因子优化
    2.3 仿真与性能分析
    2.4 本章小结
第3章 认知SWIPT网络中节点选择策略与波束成型设计
    3.1 系统场景与数学模型
        3.1.1 第一阶段通信流程
        3.1.2 第二阶段通信流程
        3.1.3 主网络的安全速率和认知网络的通信速率
    3.2 认知节点选择策略
    3.3 波束成型向量设计和认知节点的发送功率选择
        3.3.1 第一阶段被选中认知节点的波束成型设计
        3.3.2 第二阶段其余认知节点的波束成型设计
        3.3.3 第二阶段被选中认知节点的发送功率以及波束成型设计的联合设计
    3.4 仿真与性能分析
    3.5 本章小结
第4章 认知SWIPT网络中波束成型与功率分割因子的联合优化方案
    4.1 系统模型
    4.2 优化问题求解
    4.3 仿真与性能分析
        4.3.1 仿真参数设置
        4.3.2 二阶段方法验证
        4.3.3 系统性能分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 未来工作展望
        5.2.1 无线网络中的混合攻击
        5.2.2 安全性和可靠性折衷问题
        5.2.3 无人机的应用
致谢
参考文献
附录



本文编号：3875208