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物理层安全传输机制研究
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2018-01-26
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随着通信技术的发展和业务需求的变化，各种分布式协作网络和异构网络都将融入移动互联网。这使网络节点变得复杂多样，信息安全显得尤为重要。如何保证信息安全可靠传输而不被窃听，成为非常值得关注的问题。传统的以密码学为基础的信息安全技术主要应用于物理层以上层次，以计算量为代价，需要高性能的硬件支持。物理层安全是一种信息论意义上的安全理论，主要是利用物理层信道的随机性以及合法信道和窃听信道之间的差异实现信息安全传输，具有复杂度低、计算量小、信道适应性好等特点。然而，在物理层实现安全通信常常受限于实际的物理资源，如通信设备的峰值功率和能量供应等。因此，如何在保证信息安全的同时，提高系统的能量利用率成为一个非常值得研究的问题。
针对物理层安全信息传输过程中的功率和能量制约，研究解码转发中继网络中的能量高效利用问题，基于分式规划和DC（difference of convex functions）规划理论，提出一种迭代的发送功率分配算法。该算法在满足节点峰值功率约束和系统最小保密速率要求下，联合进行源和中继的功率分配，实现高能效的物理层安全传输。仿真结果表明，与传统的最大化保密速率相比，该安全能效最大化算法能显著提高系统的能量利用效率。
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