大规模MIMO蜂窝网与D2D混合网络物理层安全性能研究

摘要：

随着量子计算机等计算设备的飞速发展,传统的加密技术正面临着挑战;由于物理层安全充分利用了无线信道的特性,其被认为是一种有效的解决方案.为此,提出了一种安全的混合网络模型,其中,端到端(device-to-de-vice,D2D)网络覆盖于大规模多入多出(multiple-input multiple-output,MIMO)宏蜂窝之上,被动的恶意窃听者(eavesdropper,Eve)能够窃听所有的无线信道;同时,为了提高能量效率,D2D发射机不仅可以从专用的PB(powerbeacon)收集能量,还可以从附近的射频干扰信号中收集能量.对此混合网络模型,假设所有网络元素的位置都服从独立泊松点过程,利用随机几何,得到了任一D2D发射机采集足够能量的概率;基于此概率,获得了蜂窝网用户和D2D用户的各态历经速率和安全中断概率.结果表明,由于D2D发射机可以从周围的射频干扰信号中采集能量,系统的能量效率得到显著提升,同时将专用PB的信号视作一种人工噪声,有效地提高了网络的安全性能.

关键词：大规模MIMO、D2D、蜂窝网、能量收集、物理层安全、人工噪声

所属期刊栏目：29

分类号：TN929.5

资助基金：国家自然科学基金61261015,61561043;2014年甘肃省属普通高校基本科研业务费专项资金The National Natural Science Foundation of China61261015,61561043;The Fundamental Research Special Fund for 2014 Gansu Provincial Colleges and Universities

在线出版日期：2017-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：19-28