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高斯窃听信道中能量收集型安全速率的优化

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简介:
本文研究了在存在窃听者的无线通信环境中,如何通过能量收集技术优化信息传输的安全性与效率,探讨了提高密钥生成率和延长系统稳定性的策略。 本段落研究了在无线网络存在安全威胁及能量限制的情况下,基于ST(Save-then-Transmit)协议的能源收集型高斯窃听信道的安全通信方法。首先探讨了如何最大化系统安全速率,然后提出了一种协作抗干扰方案以进一步提升系统的安全传输效率,并详细分析了该方案能够提高安全速率的具体条件以及相应的迭代优化算法设计;最后提供了一个选择辅助节点的低复杂度策略。通过仿真测试发现,第一项改进措施显著提升了系统的安全性表现;第二项协同对抗干扰的技术不仅增强了数据的安全性还加快了系统性能提升的速度;当初始条件下无法实现安全通信时,该协作抗干扰方案能够在特定情形下确保信息传输的安全性。

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    本文研究了在存在窃听者的无线通信环境中,如何通过能量收集技术优化信息传输的安全性与效率,探讨了提高密钥生成率和延长系统稳定性的策略。 本段落研究了在无线网络存在安全威胁及能量限制的情况下,基于ST(Save-then-Transmit)协议的能源收集型高斯窃听信道的安全通信方法。首先探讨了如何最大化系统安全速率,然后提出了一种协作抗干扰方案以进一步提升系统的安全传输效率,并详细分析了该方案能够提高安全速率的具体条件以及相应的迭代优化算法设计;最后提供了一个选择辅助节点的低复杂度策略。通过仿真测试发现,第一项改进措施显著提升了系统的安全性表现;第二项协同对抗干扰的技术不仅增强了数据的安全性还加快了系统性能提升的速度;当初始条件下无法实现安全通信时,该协作抗干扰方案能够在特定情形下确保信息传输的安全性。
  • 加水算法:在并行最大求和分配-MATLAB开发
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    本项目利用MATLAB实现了一种针对并行高斯信道的加水算法,旨在通过优化功率分配来最大化系统的总传输速率。 充水过程描述如下:输入参数x为一个向量,每个元素表示噪声功率;P代表总功率。 此函数返回的向量p最大化以下表达式的总和率: sum(log(1 + p./x)), 同时满足受约束条件:sum(p)等于P且p的所有分量大于或等于0。 此外,输出向量p也最小化范数(p+x),同样受到上述功率限制。 示例用法如下: 设有三个并行的高斯信道,噪声分别为1、2和3。总传输功率为2。 执行命令:水填充([1 2 3],2) 结果: 答案 = 1.5000 0.5000 0 作者:Kenneth Shum,发布于2010年。 参考文献: TM Cover 和 JA Thomas,《信息理论要素》,John Wiley & Sons出版社,2006年。
  • 在不准确状态继网络对抗多一种物理层方法
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    本研究提出了一种创新性的物理层安全技术,旨在提升具有不确定信道状态信息的无线中继网络中的信息安全水平,特别是在存在多个潜在窃听者的环境中。通过优化信号传输策略,该方法有效增强了数据通信的安全性和可靠性。 本段落研究了在存在多个相互勾结的单天线窃听者的多中继传输系统中的物理层安全传输方案。该方案采用零空间人工噪声与放大转发技术对中继波束进行赋形处理,旨在提高系统的安全性。当中继和窃听端之间的信道状态信息不准确时,基于半定规划理论优化了中继的波束赋形加权矩阵以及人工噪声协方差矩阵,有效减少了多个勾结窃听者获取的信息量,并显著提升了系统保密容量。该方案具有良好的鲁棒性。仿真结果表明,此方案性能优异。
  • 带宽、关系分析
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    本文深入探讨了信道带宽对信道容量及数据传输速率的影响,并分析了二者之间的关系及其在通信技术中的应用。 数据传输速率的定义以及带宽与数据传输速率的关系:低通信道:无线电入门的一些基础问题。
  • BPSK在瑞利和衰落误码
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    本文探讨了二进制相移键控(BPSK)信号在经历瑞利衰落与加性高斯白噪声环境下的误码性能,通过理论分析及仿真对比研究其传输可靠性。 本资源包含一个MATLAB程序段,用于仿真BPSK在高斯噪声和瑞利衰落下的误码率,并生成图形以比较仿真值与理论值。
  • 基于OFDM误码仿真
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    本研究通过Matlab平台对基于高斯白噪声信道下的正交频分复用(OFDM)系统进行误码率性能仿真分析。 在高斯信道环境下进行OFDM误码率仿真,并与理论值进行对比分析。
  • 16QAM在与瑞利误码性仿真
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    本研究通过Matlab仿真探讨了16QAM调制技术在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下的误码率特性,为无线通信系统设计提供参考。 该仿真包括16QAM星座映射、经过高斯信道后的信号星座点以及在高斯信道下16QAM误码率的理论值与仿真值比较;还包括通过瑞利衰落信道后的信号星座点(未均衡)、经过均衡处理后的信号星座点,以及在瑞利信道下的16QAM仿真误码率曲线。最后部分是对高斯信道接收信号眼图和瑞利信道接收信号眼图的仿真结果。
  • 16/64QAM分析
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    本研究深入探讨了16/64QAM调制方式在高斯白噪声信道中的传输特性,分析其误码率表现与系统容量。 分析16QAM和64QAM在高斯白噪声信道中的性能,并绘制误码率曲线。
  • NakagamiMATLAB断概分析
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    本文利用MATLAB工具对Nakagami信道环境下的通信系统进行研究,重点分析了在不同参数设置下系统的安全中断概率,为无线通信的安全性优化提供了理论依据。 在无线通信领域,信号传输的质量受到各种环境因素的影响。其中Nakagami-m信道模型是一种广泛用于描述多径衰落效应的理论模型,能够覆盖从Rayleigh(m=1)到Rician(m趋于无穷大)等多种信道条件。 本主题主要探讨的是在Nakagami-m信道环境中如何利用MATLAB进行安全中断概率的计算与分析。安全中断概率是通信系统中的一个关键性能指标,衡量了信息传输的安全性,在无线通信中通常涉及物理层安全性、信息论保密性和抗干扰能力等。 使用MATLAB计算Nakagami-m信道下的安全中断概率需要经历以下步骤: 1. **建立信道模型**:在MATLAB环境中创建符合Nakagami-m分布的随机变量,以模拟信道衰落。参数m决定了多径特性,值越大表示接近无衰落Rician信道。 2. **计算SINR(信号与干扰加噪声比)**:接收端的SINR是决定通信质量的关键因素,在特定传输功率和干扰环境下需进行相应计算。 3. **安全中断概率公式应用**:基于累积分布函数(CDF),通过Pout = Pr(SINR ≤ γ)来表示,γ为中断门限值。 4. **数值积分与仿真**:利用MATLAB的`quad`或`integral`等函数执行复杂积分计算,并进行大量随机模拟以获取不同m和γ下的概率分布情况。 5. **性能分析**:通过绘制安全中断概率随m和γ变化的关系曲线,直观展示系统在各种信道条件下的安全性。同时可考虑采用自适应调制编码或功率控制等策略来改善结果。 6. **优化与应用**:根据上述分析调整传输方案、选择最优的参数组合以增强Nakagami-m信道环境中的通信安全性能。 整个过程涉及定义分布参数,生成随机数序列并计算SINR值。通过统计低于中断门限比例的方式获取安全中断概率,并可能需要多次迭代来确保结果准确性。 总之,此课题结合了信道模型、概率理论及MATLAB编程技术,对于提升无线通信系统的可靠性和安全性具有重要意义。
  • GA.zip_GA_polar__近似算法
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    本研究探讨了在通信系统中应用高斯近似算法(GA)于信道极化问题的有效性,提出了一种创新方法以优化数据传输效率和可靠性。 极化编码的信道挑选算法以及高斯近似算法在Matlab中的实现。