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、如今無線通信已經(jīng)步入了數(shù)字化、個人化、移動化和寬帶化的時代。無線通信的靈活性使其在人們生活中被廣泛運用，對推動社會生產(chǎn)生活的不斷發(fā)展起到了巨大的推動作用。可是無線通信的廣播特性也帶來了巨大的安全隱患，任何接收設備只要在信號的覆蓋范圍之內(nèi)都能收到發(fā)送者的消息。于是安全通信就應運而生了。本文從信息理論的角度來研究安全通信。在具體的通信系統(tǒng)下，通過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無線通信中的正交中繼信道的模型進行研究。由于傳統(tǒng)的AF策略的中繼函數(shù)是單純的線性關(guān)系，中繼只對收到的信號進行放大，這相當于重復編碼，所以我們認為傳統(tǒng)AF策略沒有充分利用中繼信道的資源。本文在四節(jié)點正交中繼竊聽信道中引入分段線性AF(PLAF)策略。我們推導了PLAF策略在離散無記憶信道下的疑義速率范圍和可達安全速率的表達式，以及高斯情況下的可達安全速率和最優(yōu)中繼函

3、數(shù)的優(yōu)化辦法。接著我們假定系統(tǒng)拓撲和功率、噪聲、增益等參數(shù)，通過仿真比較了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；當中繼節(jié)點處于源和目的節(jié)點的中間位置時，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)化過程中，我們發(fā)現(xiàn)并不是中繼節(jié)點的功率越大信道的安全速率就越大，所以我們考慮通過功率分配來進一步提高安全速率。我們依然選擇在四節(jié)點正交中繼竊聽信道中