無線攜能通信系統(tǒng)物理層安全傳輸設計研究.pdf

1、當前，隨著高速無線通信網(wǎng)絡的快速發(fā)展以及新型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，無線網(wǎng)絡中能量受限的移動終端等設備對能量的需求越來越成為制約網(wǎng)絡服務質(zhì)量的瓶頸。基于無線信息和能量協(xié)同傳輸?shù)臒o線攜能通信系統(tǒng)的出現(xiàn)為實現(xiàn)高能效、持久的網(wǎng)絡通信提供了新的途徑。同時，由于無線信道的開放性，信道中傳輸?shù)暮戏ㄐ畔O易受到惡意竊聽者的竊聽而造成信息的泄露。因此，本文針對無線攜能通信系統(tǒng)的物理層安全傳輸設計進行了研究，主要包括以下方面：
　　首先，研究了MIMO竊聽

2、信道條件下基于SWIPT的無線攜能通信系統(tǒng)安全傳輸問題。假定發(fā)送端完全已知接收端的信道狀態(tài)信息，通過聯(lián)合優(yōu)化發(fā)送端預編碼矩陣、人工噪聲協(xié)方差矩陣和接收端功率分離比，提出了使系統(tǒng)可達安全速率最大化的無線攜能通信系統(tǒng)安全傳輸策略，并通過仿真對所提出的設計方案進行了分析和理論驗證。
　　其次，考慮到在實際系統(tǒng)中獲取信道狀態(tài)信息時會受到信道時變特性、量化誤差和估計誤差等因素的影響，針對發(fā)送端僅已知竊聽端部分信道狀態(tài)信息的情況，本文研究了確

3、定性信道誤差條件下SWIPT系統(tǒng)的安全傳輸設計問題，并利用S-Procedure工具和一階泰勒擴展等求解方法提出了使系統(tǒng)最壞情況下可達安全速率最大化的魯棒安全傳輸策略。同時，經(jīng)過仿真分析驗證了本文所提出設計方案的有效性。
　　最后，針對信息發(fā)送端需要利用從RF信號中收集到的能量傳輸自身信息的情況，本文研究了基于WPCN的無線攜能通信系統(tǒng)安全傳輸問題。通過分析時隙分配對系統(tǒng)安全傳輸?shù)挠绊?，以最大化系統(tǒng)可達安全速率為目標，聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)