512 浏览智能反射面辅助的短包隐蔽无线通信技术研究
摘要：由于无线信道没有明确的物理边界使得无线通信安全问题引起了广泛的关注。隐蔽无线通信作为一种高等级的无线通信安全技术,其可以隐藏发射机（Alice）的传输行为。针对传统的隐蔽无线通信方案存在隐蔽传输速率较低的问题,本文提出智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）辅助的隐蔽传输方案以进一步提升隐蔽传输性能。本文的主要贡献如下:（1）针对短包隐蔽无线通信系统,提出一种IRS辅助以及人工噪声（Artificial Noise,AN）增强的隐蔽传输方案,其中合法接收机（Bob）工作在全双工状态,在接收隐蔽信息的同时产生AN干扰非法节点（Willie）。分析了Willie的探测性能并给出了总的最小探测错误概率的下界表达式。构建了隐蔽无线通信优化问题,以有效吞吐量为目标函数同时受到隐蔽需求以及发射功率等指标的约束。首先提出了基于Dinkelbach的交替迭代算法联合设计IRS的反射系数以及Alice的发射功率和全双工Bob的AN发射功率。为了降低计算复杂度,进一步提出了一种低复杂度算法,分别推导了IRS反射系数以及Alice的发射功率和AN发射功率的解析表达式。仿真结果表明:所提方案获得的隐蔽传输性能明显优于无IRS和无AN方案。（2）为了进一步提升系统的隐蔽传输性能,考虑了Alice为多天线情况下的IRS辅助的隐蔽传输设计方案。构建了Alice发送波束成形和IRS反射系数的联合优化问题。该优化问题由于优化变量相互耦合是非凸的,一般很难直接求解。为了解决这个问题,首先将该优化问题分解成两个子问题。随后,将两个子问题转换为半正定松弛（Semidefinite Relaxation,SDR）问题。随后,提出一种交替迭代算法迭代地求解两个子问题。仿真结果表明:与Alice为单天线的情况相比,所提方案可以显著提升系统的隐蔽传输性能。
关键词：隐蔽无线通信
文章目录
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容和结构
第2章 智能反射面及隐蔽无线通信基本原理
2.1 智能反射面
2.1.1 基本原理
2.1.2 典型的通信模型
2.2 隐蔽无线通信基本原理
2.2.1 信道模型
2.2.2 平方根定理
2.3 隐蔽性能衡量指标
2.4 本章小结
第3章 单天线Alice场景下IRS辅助和AN增强的隐蔽无线通信
3.1 引言
3.2 系统模型
3.2.1 考虑的场景与假设
3.2.2 Willie二元假设检验
3.3 构建优化问题
3.4 隐蔽无线通信算法设计
3.4.1 基于Dinkelbach的交替迭代算法
3.4.2 低复杂度算法
3.5 仿真结果与分析
3.6 本章小结
第4章 多天线Alice场景下IRS辅助隐蔽无线通信
4.1 引言
4.2 系统模型
4.2.1 Willie二元假设检验
4.3 构建优化问题
4.4 算法设计
4.5 仿真结果与分析
4.6 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 未来展望
参考文献
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