多用户协作NOMA物理层安全研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whitejet
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着无线通信技术的飞速发展,未来移动网络将承载海量用户设备,激增的用户数据对有限的频谱资源带来了严峻的考验。为有效解决这一问题,非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术应运而生,该技术可在保证用户接入数量的同时,有效提升系统频谱效率,解决频谱稀缺问题。为进一步提升系统容量,可将协作传输(Cooperative Transmission,CT)技术应用于NOMA系统,优化边缘用户的通信体验,从而满足人们不断上涨的数据交换需求。除频谱效率和系统容量以外,未来移动网络还需有效解决用户大量接入而导致的信息泄露问题,谨防系统中的恶意用户利用无线信道的广播特性窃听信息。由于信息传输数据量的激增将导致传统加密方式不能有效保障系统保密性能,因此研究学者将目光聚焦到物理层安全(Physical Layer Security,PLS)技术上,该技术作为一种底层加密技术,可利用物理信道的固有属性保护用户通信安全。基于以上研究背景,本论文将开展协作NOMA系统下的物理层安全研究。现有协作NOMA系统中,大多采用专有中继协助用户进行传输。实际上,在NOMA系统中,近用户在解码自身信息前需解码远用户信息,可利用这一特性,选取近用户协助传输远用户信息。该思想可在降低系统开销的同时,提高传输可靠性。目前针对用户协作的研究主要针对的单用户协作模式,即通过使用单个近用户为远用户进行协作传输。NOMA系统允许多用户共享同一频谱资源,可以很好的提升多用户系统下的频谱效率与系统容量。基于此,本文研究了近用户协作远用户传输的下行NOMA系统。考虑到用户Qo S需求的异构性,本文设计了两阶段用户调度方案在兼顾远、近用户的不同Qo S需求下调度近用户协助远用户传输来保障系统的保密性能。同时,为了保障系统的保密性能最优,以最小化保密中断概率为目标进行用户的调度设计了最优调度方案。最后,推导了上述两种方案的保密中断概率闭式解,通过仿真实验验证了推导结果的准确性,并且结果显示上述两种方案都可以达到最优的保密中断性能。另一方面,目前的研究中窃听用户通常只进行单阶段窃听,在本文的研究中考虑了窃听者全局窃听的情况。协作传输的研究中通常考虑窃听者的窃听能力不强,即窃听者信噪比较低,而针对窃听者信噪比较高的情况下,上述研究的系统保密性能大幅下降。为了保障高窃听信噪比情况下系统的保密性能,本文引入了协作干扰技术来提升系统的性能。常用的协作干扰技术通常使用波束成形或者多天线技术来发送干扰噪声,并且通常只有单阶段协作干扰。而在本文中,设计了协作用户-干扰者联合调度算法通过联合调度近用户节点和发送节点产生干扰噪声,从而实现全局干扰的效果,可在不影响合法用户传输性能的前提下,旨在尽可能地差异化合法链路与窃听链路之间的信道容量,从而确保的系统的保密性能。为了评估所提方案的性能,本文推导了上述调度方案的保密中断概率闭式解,通过仿真分析验证研究的准确性。并且对比了有无干扰噪声对系统的性能影响,结果表示合理的添加干扰噪声可以很好的提升系统的保密性能。
其他文献
当今,在全球化背景下,文化之间的交流与融合逐渐增多,跨文化教育与学习得到的重视也随之提高。一带一路政策实施之后,沿线国家来华留学人数不断增多。对留学生来说,利用信息技术了解中国文化,并积极主动参与相关文化活动,是接触和融入新环境很好的方式。本研究利用微信公众平台等信息技术手段,为东盟留学生创造一个学习交流的平台,以文献研究、问卷调查、访谈及行动研究为研究方法,设计并实践了信息技术支持下的跨文化学习
学位
无线通信网络经过几代更迭,在覆盖广度与接入密度方面均取得了长足的发展,为实现天空、海洋、沙漠以及偏远地区的无线覆盖,未来无线网络将向立体致密化发展演进来保障全场景用户服务的完整性和一致性。具体而言,在立体致密无线网络中,基础设施将向空天延展,地面基站与无人机搭载的空中基站同时为用户提供服务,充分利用了空间资源并扩大网络覆盖范围。然而,空中基站的高动态特性将造成通信覆盖和信息服务的不稳定性。另一方面
学位
目的 建立远志饮片中糖酯类多种指标成分的含量测定方法,并对不同产地远志药材指标性成分的权重及活性进行分析,为其质量控制提供研究参考。方法 采用HPLC法同时测定10种成分含量,色谱柱为XDB-C18(250 mm×3.0 mm,5μm),梯度洗脱;聚类分析法分析10种成分质控评价意义。MTT法测定远志水提物和10种成分抗谷氨酸损伤PC12细胞的活性;以成分含量与活性效应值的乘积为活性效应评价值(B
期刊
互联网技术让人们的生活和娱乐更便捷、更高效,然而,在互联网给人们带来便利的同时,网络入侵给互联网环境带来了安全风险。入侵检测系统作为网络安全防护工具,可以快速检测和识别危险入侵并提供应急响应,但在入侵检测的研究中仍存在一些问题:海量高维数据的处理问题、数据样本不平衡的问题、模型泛化能力差导致检测效果差效率低的问题等。本文旨在以网络入侵检测为研究目标,结合深度学习方法建立模型,解决入侵检测中当前需解
学位
合成孔径雷达(Synthetic Apertrue Radar,SAR)使用了雷达脉冲压缩技术,可以全天候地正常工作并实现高分辨率、高质量的遥感成像。合成孔径雷达因其独特的优势在目标识别,地形勘探等领域被广泛的使用,有着巨大的发展潜力。在实际使用时,如果雷达图像的质量较差,就会对目标检测和后续的研究造成严重影响。合成孔径雷达图像中因系统和成像环境的影响会有旁瓣和相干斑干扰损害图像的质量。论文针对旁
学位
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为一种可靠的微波遥感探测系统,具备不受气候变化和天气变化等因素干扰的优势,其自主发射电磁波的探测模式,使得SAR能够在任意时刻、任意环境条件下对地面物体进行全面观测和跟踪,可以获取大范围场景下对地监测的高分辨率成像能力。随着信息化时代的来临,创新技术与创新思维蓬勃发展,星载SAR技术已经成为了有效快速掌握地球地表信息变化的一
学位
近年来,自由空间光通信(Free Space Optical,FSO)因其在最后一公里传输、军事行动、蜂窝系统回程/前程连接和灾难恢复中发挥的重要作用而受到广泛关注。与传统的射频(Radio Frequency,RF)通信相比,FSO具有更大的信道容量、更高的吞吐量、频谱不需许可、更低的成本和更快的组网速度等优势。然而,大气吸收散射、湍流和瞄准误差效应会造成信号随机衰落,进而降低FSO链路的整体性
学位
随着信息化时代的到来,信息技术给人们的生活带来了极大的便利。同时由于无线技术的高速发展以及无线设备的广泛部署,使得基于Wi-Fi的无线感知技术受到了人们的关注。由于Wi-Fi感知技术相比于传统的感知技术有着低成本、非接触式、不受光照影响、隐私性好等诸多优点,因此成为了新型的研究方向。室内定位技术长久以来都是学术界和工业界的研究热点,具有着重要的研究价值,而Wi-Fi信号作为一种重要的定位源,也收到
学位
激光雷达在近些年不断创新和发展。在各类应用系统中,通过不同的算法处理数据,得到信号中包含的信息。对于雷达系统来说,需要考虑数据的传输效率、系统的继承性和便携性。信号处理机作为激光雷达系统中极为重要的一环,涉及到信号采集、存储、数据传输以及命令控制等功能,将这些功能进行集成设计,使功能设计的更加通用,便于整个系统的移植与继承。基于上述对于激光雷达的需求,结合前期设计经验及成果,设计出一款激光雷达通用
学位
雷达高分辨距离像(High Resolution Range Profile:HRRP)是宽带雷达信号脉冲压缩后所得目标散射点子回波在雷达视线方向上投影的矢量和,由于其包含了目标尺寸、结构、散射点分布等重要信息,并具有易于获取、存储量低等优势,已成为雷达自动目标识别(Radar Automatic Target Recognition:RATR)领域的研究热点。对于HRRP目标识别,如何从目标样本
学位