一种基于友好干扰者协助的区别信道估计机制

在物理层安全中,可以通过抑制窃听者信道估计的准确性间接提高合法接收者和窃听者间的接收信号质量差距,从而提高信号传输安全性。给出一种基于友好干扰者协助的区别信道估计机制,该方案借助于友好干扰者发送人工噪声来干扰窃听者的信道估计过程。进一步,基于窃听者的信道估计误差最大化给出了训练序列和人工噪声之间的最优功率分配,更好地抑制了窃听者信道估计的质量。仿真结果表明,新方法能有效地抑制窃听者信道估计的性能,提高合法接收者和窃听者间的接收信号质量差距。

安全双向中继通信中友好干扰节点的功率分配

研究了具有一组友好干扰节点辅助的双向中继网络中的安全传输问题,考虑了中继节点不可信为窃听节点和中继节点可信而存在其他窃听节点的两种情况下,友好干扰节点的功率分配问题.目的是设计友好干扰的最优功率分配方案,在友好干扰节点的功率消耗最小的情况下,达到双向中继系统的通信质量和通信安全性要求.本文为两种情形下的友好干扰节点功率分配问题分别建立了最优化模型,并证明了两个问题均属于线性规划问题.仿真结果表明,本文所设计友好干扰节点功率分配方案,能够在保证双向中继系统的通信质量和通信安全性前提下,使得友好干扰节点的总功率最小.

联合多用户调度与友好干扰的功率资源分配优化研究

物理层安全(Physical Layer Security,PLS)技术是一种利用无线信道固有物理属性来保护无线信道免受非法窃听的有效手段,受到了人们的广泛关注。因此,研究了联合多用户调度与友好干扰的功率资源分配优化问题,考虑存在信道估计误差以及多个窃听者通过协作方式获机密信息的情况,联合多用户调度策略与友好干扰选择,提出了联合多用户调度和随机干扰选择(Multiuser Scheduling and Random Jammer Selection,MS-RJS)方案和联合多用户调度和最佳干扰选择(Multiuser Scheduling and Optimal Jammer Selection,MS-OJS)方案,即选择最佳用户向基站传输机密信息的同时,选择友好干扰发射人工噪声降低窃听者的性能,并将传统多用户调度(Conventional Multiuser Scheduling,CMS)方案作为基准方案。对此,在通信系统总功率受限的情况下,以最小化所提方案的窃听概率和中断概率之和为目标,构建最佳用户与友好干扰之间的功率资源分配优化问题,并设计了一种基于黄金搜索的最佳功率分配迭代算法。实验结果表明,带有最佳功率分配因子的MS-RJS方案和MS-OJS方案相比于CMS方案具有显著的性能优势。

全双工网络的友好干扰协作机制和功率分配

在无线全双工中继网络中,假设中继节点是不可信任的,为了改善合法用户的物理层安全性能,利用友好干扰节点向中继节点发射干扰信号进行协作,且为了获得帮助,合法用户需向干扰节点支付一定的费用。基于此协作干扰机制,讨论了如何对友好干扰节点进行有效的功率分配,从而使得合法用户获得的效用达到最优。理论分析和仿真结果表明,由于中继节点采用了全双工技术,且利用友好干扰节点进行协作,并在此基础上进行最优功率分配,合法用户的物理层安全性能可得到有效提高。

D2D使能蜂窝网络中存在主动窃听者的物理层安全研究

D2D通信作为5G移动通信的关键技术,以其能有效提升系统能量效率和频谱效率而备受瞩目。在系统中存在被动窃听者的情况下,D2D带来的干扰也被视为友好干扰来提升蜂窝系统的物理层安全性能。但如果存在的是主动窃听者,D2D带来的干扰就会影响蜂窝系统安全稳健的传输性能。因此本文考虑在系统中存在可以智能选择被动窃听或主动干扰的攻击者的情况下,通过选择最佳的D2D用户并采取协同中继或友好干扰的策略来提升在被动窃听情况下蜂窝网络的安全可达速率和在主动干扰下的数据传输速率,来改进蜂窝系统通信的鲁棒性和安全性。本文将合法用户和主动窃听者之间的相互作用建模为非零和的非协作混合博弈,分析了此混合博弈的纳什均衡的存在性,并通过基于fictitious play(虚拟对策)的算法获得了其纳什均衡解。仿真结果表明该算法优于传统的nearest neighbor(最近距离)算法,并且联合考虑两种D2D协作方式的策略优于只将D2D用户视为友好干扰或是协同中继的策略。