基于STBC的无线认知NOMA系统物理层安全性能研究

基于非正交多址接入(NOMA,Non-Orthogonal Multiple Access)的认知无线电(CR,Cognitive Radio)网络物理层传输面临主用户干扰和第三方窃听双重干扰威胁.本文提出利用空时编码(STBC,Space Time Block Coding)技术提高认知用户物理层安全性能,推导了任意认知用户的安全中断概率闭合表达式.通过蒙特卡洛仿真进行验证,结果表明,所提STBC-CR-NOMA相比未采用STBC编码方案的CR-NOMA可以明显提高用户的安全中断概率,且随着认知发射功率的增大,近端用户安全中断性能提高越大,而远端用户安全中断性能提升受认知基站发射功率的影响较小.仿真结果还表明,通过调整功率分配系数对远端用户和近端用户的安全中断性能影响不同.

非理想硬件条件下协作NOMA系统安全中断性能研究

实际收发设备的非理想硬件(RHI,Residual Hardware Impairment)特性会对协作非正交多址接入(NOMA,Non⁃Orthogonal Multiple Access)系统性能产生重要影响.因此,本文提出了基于RHI的下行链路单窃听多中继协作NOMA系统模型,推导了联合考虑合法链路和窃听链路使目标信噪比最大化(M⁃LaE⁃SNR,Maximized SNR for Legitimate and Eavesdropping link)中继传输方案下的安全中断概率闭合表达式和渐近表达式.分析和仿真结果表明,所提M⁃LaE⁃SNR方案相比其他方案可有效提高用户的安全中断性能,且中继数越多所提方案性能优势越明显;同时RHI使得系统安全传输性能降低,且RHI对性能的影响程度主要与主链路信噪比以及协作中继个数有关;且不同节点处的RHI对系统安全性能造成的影响程度不同.研究结果还证明了用户的安全分集阶数等于中继数量K.

基于自能量回收的全双工用户协作NOMA系统性能分析

自干扰的存在是全双工(Full Duplex,FD)用户协作中继系统中的不利因素,本文研究了基于自能量回收(Self-Energy Recycling,SER)的FD用户协作非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)中继系统,在FD用户中继处考虑了不同的转发协议以及同时的信息和功率传输,并对NOMA弱用户考虑了不同协议下选择合并和最大比合并两种合并方案,分别推导了不同方案组合下系统用户的中断概率,并提供了各用户中断概率的解析表达式.仿真结果表明提出的基于不同转发协议的SER方案与现有的方案相比,其中断性能均有所提升,并验证了蒙特卡洛仿真与推导的解析表达式的一致性.此外给出了不同参数下的性能仿真对比,为实际系统中合适的参数和方案选择提供了理论参考.

协作多输入多输出环境反向散射通信系统遍历速率分析

针对传统物联网(IoT)能耗大、频谱资源稀缺的问题,提出了由环境反向散射、协作接收机(CRx)和环境射频(RF)源共同构建的协作多输入多输出环境反向散射通信(MIMO-AmBC)系统模型。首先,通过使用PSR方案对该系统模型进行分析,推导出信噪比(SNR);其次,推导出主链路和反向散射链路的遍历速率近似表达式,并得到反向散射链路遍历速率最大值表达式;最后,将其与传统蜂窝网络、CSR方案作对比。实验结果验证了理论推导的正确性并给出有意义结论:1)反向散射链路速率随接收天线数对数增长,与发射天线数无关。2)在SNR为10 dB时,PSR方案的和速率比传统方案、CSR方案分别提升36.8%和29.9%,虽然PSR方案的主链路速率比CSR方案降低5.5%,但反向散射链路的遍历速率比CSR方案提升7.7倍。为实际应用选取AmBC共生方案提供了理论参考。