中继通信系统中基于协作干扰的物理层安全技术研究

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3、＾与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。．本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律贵任。、：；ＬＬ研究生签名知日；ｕ（期年马禹南京邮电大学学位论文使用授权声明＾本人授权南京邮电大学可处保留并向国家有关部口或构和机送交论文的复印电子文件档：允许论文被查阅和借阅可ｔｉｌ将学位论文全部或部分：的内容编入有关数据库进行检索；可、臥采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质一论文致。（）的内容相论文

4、的公布包括刊登授权南京邮电大学研巧生院办理。涉密学位论文在解密后适用。本授权书研生签／；之、巧名爲导师签名：侵胳嫂曰亂＿因ResearchonPhysicalLayerSecurityTechniquesinrelaycommunicationbasedonCooperativeJammingThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofMasterofEngineer

5、ingByQuYunguoSupervisor:Prof.HouXiaoyunApril2016摘要随着无线通信技术的快速发展，无线通信对我们的日常生活产生了越来越大的影响。近年来，关于无线通信中的安全问题的研究发展却相对落后，已经成为限制无线通信技术发展的重要因素。中继通信中基于协作干扰的物理层安全技术主要是利用无线信道的唯一性和互易性，通过发送人工噪声，干扰窃听用户的接收效果，同时保证合法用户的信号接收，从而提高系统安全性能。本文以安全和速率作为衡量标准，结合中继选择策略、人工噪声技术及波束成型技术，对双

6、向中继通信系统的安全性能进行了研究。本文的主要工作如下：（1）对中继通信系统中继节点的转发机制及选择标准进行了讨论，研究了在双向中继通信中基于中断概率的中继选择方法和基于级联信道的中继选择方法，对采用这两种中继选择方法的双向中继系统的安全和速率进行分析，研究结果表明，这两种中继选择方法均可以显著提升系统的安全性能。（2）将基于零空间的人工噪声和中继选择策略相结合，设计了一种基于零空间人工噪声的双向中继物理层安全方案。该方案首先利用基于级联信道的中继选择方法将中继节点分为协同干扰节点和协同中继节点，其中协同干扰

7、节点采用噪声转发机制发送人工噪声，协同中继节点采用放大转发机制转发消息。研究结果表明了此方案可以提高系统的安全性能。（3）设计了一种结合波束成型和中继选择的物理层安全方案。使人工噪声在合法接收节点零陷波束成型，而窃听节点却受到人工噪声影响，达到提升系统安全和速率的目的。仿真结果也表明了此方案的有效性。关键词:物理层安全，人工噪声，中继选择，协作干扰，安全和速率IAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,wirelessco

8、mmunicationhasmadeagreatimpactonourdailylife.Inrecentyears,theresearchofthesecurityissueinwirelesscommunicationisrelativelybackward.Ithasbecomeanimportantfactortorestrictthedevelopmentofwirelesscommuni