关于无线网络联合协作干扰的优化研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bibby_514
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在无线通信网络中,由于无线信道的开放性,信号在传输过程中很容易被窃听,这给通信安全带来了巨大的挑战,同时也收到了人们的广泛关注。利用无线网络的联合协作干扰提升无线通信的通信安全已经逐步成为人们研究的重点。本文从信息论的角度对无线网络中的联系协作干扰问题展开深入研究,并设计了优化模型。本文首先研究了在窃听者存在情况下信源在中继辅助下传输信号的单向通信系统,在系统中目的节点不仅可以作为信号接受者,还可以作为干扰者发送人工噪声(AN)干扰窃听者。本文分别考虑窃听者信道状态信息(CSI)完全已知和完全未知情况,并针对CSI不同场景,建立在保证一定通信质量前提下的系统功率极小化模型,计算中继的波束成形向量和功率分配。通过模型推导,本文将极小化优化模型转化成带约束的半定规划问题(SDP),并求得优化问题秩一解。仿真结果证明了目的节点发送AN的优越性。本文还研究了窃听者存在情况下的双向中继通信系统。假定窃听者CSI部分可知,信道估计误差满足范数有界模型,本文提出了关于窃听者信干噪比(SINR)的鲁棒性设计。通过半定松弛(SDR)方法,将窃听者最糟糕SINR问题转化成SDP,并计算优化问题秩一解。然后,针对无线网络的通信安全,本文建立在信源SINR大于一定阈值和窃听者SINR小于一定阈值约束下的中继功率极小的优化模型,最终可以将优化模型转化成带四个约束的SDP问题,并证明该问题存在秩一解,计算得到中继的波束成形向量。仿真结果证明了该算法的优越性和有效性。最后,我们讨论了本文模型和算法的不足以及下一步的工作方向及内容。
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