تشانغ يو يانغ، وارتفاع يوان يوان يانغ باوفينج، قوه مينغ شي، نان شا

(جامعة PLA معهد هندسة الاتصالات العلوم ونانجينغ 210000)

: شبكة النظير ترميز (النظير شبكة التشفير، ANC)، والتدخل التعاوني (التعاونية التشويش، CJ) يمكن أن تحسن أمن الطبقة المادية نظام الاتصالات اللاسلكية. نظرية المادة بناء على الأمن الطبقة المادية، لفي الوقت الذي تواجه المتنصت الداخلي والخارجي نظام التتابع في اتجاهين حزب المؤتمر الوطني الافريقي، ووضع استراتيجية جديدة CJ. A الاستراتيجية المقترحة من قبل عقدة التدخل لتجسيد تدخل خارجي، يقتصر مجموع القوة التدخل لتحسين توزيع الكهرباء لكل فراغي الاتصال، ومن ثم تحسين توزيع الطاقة محدودة قوة النظام الكلي بين العقد النظام القانوني، وثنائية الاتجاه ANC نظام التتابع أفضل أمن الطبقة المادية، والتحقق من التحليل النظري المقابلة والمحاكاة العددية للمشهد معين.

: شبكة النظير الترميز، تدخل التعاوني؛ أمن الطبقة المادية؛ وتخصيص السلطة

: كود TN918.91 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2017.07.019

شكل إشارة : تشانغ يو يانغ، وارتفاع يوان يوان يانغ باوفينج، وما إلى ذلك سياسة تقوم التعاوني تدخل ANC نظام ترحيل ثنائي الاتجاه [J] ITS APPLICATIONS، 2017،36 (7): 63-66.

0 مقدمة

* مشروع الصندوق: المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (61301157،61501511) التناظرية شبكة الترميز (النظير شبكة التشفير، ANC) [1] هو عبارة عن شبكة الطبقة المادية الترميز (PhysicalLayer شبكة التشفير، PLNC)، الذي يستند أساسا تكبير وفرضه الشحن نوع التتابع، والاستفادة الكاملة من إشارة موجة الراديو الطبيعي، ينظر إليها على أنها جزء من تراكب مشفرة، دون الحاجة إلى المقابلة تعديل والإستخلاص آلية التعيين لتحقيق فك التشفير والترميز. لذلك، كانت البساطة وكفاءة ANC مصدر قلق كبير. الأدب [2] القائمة يمكن أيضا أن يكون أظهر PLNC يعزز إلى حد كبير أمن طبقة المادية لنظام الاتصالات اللاسلكية. تدخل التعاوني (التعاونية التشويش، CJ) [34] وأسلوب واحد من مفتاح أمان طبقة المادي، والفكرة الأساسية هي عن طريق بث ضوضاء أو تداخل الإشارات المصطنعة، حتى أن الأضرار التي لحقت عقدة التنصت أكبر من عقدة المتلقي المشروعة آثار، وذلك لتحسين أداء السلامة لنظام الاتصالات اللاسلكية الطبقة المادية. وهكذا المفصل يمكن أن يكون CJ ANC وزيادة تحسين أداء السلامة من الطبقة المادية نظام الاتصالات اللاسلكية. يقتصر CJ البحثية القائمة على استراتيجية أساسية لقوة الكلية للنظام كما فرضية، إذا كانت عقدة التدخل من قبل تجسيدا اضطراب خارجي، وتوزيع السلطة بين العقد لتحسين النظام القانوني [3]، وإذا تنفذها مصدر التداخل، توزيع السلطة بين إشارة مفيدة وإشارة تدخل المنبعثة من التحسين مصدر [4]، أن نظام السلامة لتحقيق أقصى قدر من الطبقة المادية. ومع ذلك، يتم تعيين الأدب [3] فقط في الفتحة الأولى نقل إشارات التداخل وثيقة [4] تم تعيينها في الفتحة الأولى والثانية لنقل إشارة تدخل في نفس القوة، فقد تجاهل قوة تدخل الكلية في كل فتحة الاتصالات توزيع السلطة بين الحل الأمثل.

مساهمة هذه الورقة هو استكمال الاستراتيجية القائمة CJ البحث، والنظر في مشكلة اختيار التخصيص الأمثل للإشارة تدخل وقت الإرسال فتحات ومجموع قوة التدخل، ودرست الأمثل مشكلة توزيع السلطة بين نظام عقدة الشرعية على هذا الأساس، استراتيجية CJ لتحقيق الأفضل في بالمعنى الحقيقي، ذكر ثانيا في هذه الوثيقة الاستراتيجية لتوفير الطاقة، وتحسين نظم الطاقة كفاءة تقطع شوطا طويلا، وأخيرا هذه الورقة، ونموذج لديه أفرادا المتنصت الداخلية والخارجية في نفس الوقت، أكثر واقعية .

1 نموذج النظام

يستخدم نموذج النظام هنا في اشارة [1] من نموذج قائم في اتجاهين مكرر نظام حزب المؤتمر الوطني الافريقي في حين مشيرا الى ان اثنين من عناصر الداخلية والخارجية المتنصت. 1، A، B هو عقدة المصدر، R هو عقدة التتابع، بالإضافة لديها مزيد من إخفاء هوية R - المتنصت الداخلي، أي R ونقلت في وقت واحد لممارسة مهام التنصت السلبي، ولكن A، و B لا نعرف هويتها المخفية. يأخذ هذا النموذج في الاعتبار أيضا المتنصت الخارجي E. إشارة تدخل المنبعثة من عقدة التدخل الخارجي J. وقد تم تجهيز كل عقدة مع هوائي متعدد الاتجاهات، قناة نصف المزدوجة.

HUV (U، V {A، B، R، E، J}، U V) يمثل قناة بين عامل العقد التوهين، يفترض قناة متماثل، أي HUV = hVU. ه (ن) ط (i {A، B، R، E}) يمثل الضوضاء مضافة الأبيض الضبابي في كل عقدة من ن عشر فتحة، والبريد (ن) أنا ~ (0، 2i)، i {A ، B، R، E}. A، B، J وR، على التوالي، نقل الطاقة PA، PB، PJ والعلاقات العامة، وPA = PB. لمعلومات حالة قناة إشارة تدخل ونظام النظام القانوني الليمفاوية A، B، J و R هو معروف مقدما، العقدة E غير الشرعيين غير معروف. حالة [2] نموذج نظام متماثل، أي دار = طلاسم، لذلك هذه الدراسة فقط المتنصت الذي تنصت على مصدر A.

طبقة المادية 2 تحليل السلامة

2.1 CJ آلية النقل المشترك لحزب المؤتمر الوطني الافريقي

آلية انتقال التقليدية لإكمال اتصال ثنائي الاتجاه يتطلب أربع فتحات الاتصالات:

(1) R: XA، (2) R B: XA

(3) B R: م خ م، (4) R A: الموارد الخارجة عن الميزانية

CJ يست آلية النقل المشترك ANC ينجز في الوقت نفسه في اتجاهين الاتصالات يتطلب اثنين من فتحات الاتصال:

(1) R: XA، B R: الموارد الخارجة عن الميزانية، (2) R {A، B}: XA + الموارد الخارجة عن الميزانية

آلية النقل ANC مشتركة CJ ينجز في الوقت نفسه في اتجاهين الاتصالات يتطلب اثنين من فتحات الاتصال:

(1) R: XA، B R: الموارد الخارجة عن الميزانية، J R: س (1) J، J E: س (1) J

(2) R {A، B}: XA + الموارد الخارجة عن الميزانية، J E: س (2) J

1، والجمع بين استخدام آلية النقل ANC CJ 2 دقيقة لإكمال اتجاهين فتحات الاتصالات. الفترة الزمنية الأولى، A و B XA والموارد الخارجة عن الميزانية، على التوالي، إلى إشارات الإرسال R، J إلى P الطاقة (ن) J ن ال فتحة الوقت تنتقل إشارة تدخل س (ن) J. وهكذا، R و E إشارة وردت هي:

ذ (1) R = hARxA + hBRxB + hJRx (1) J + ه (1) R (1)

ذ (1) E = hAExA + hBExB + hJEx (1) J + ه (1) E (2)

بعد وقت الثانية إشارة فتحة، لأن R HJR معلومات حالة القناة وإشارة تدخل س (1) J، R بالتالي الحصول على تصفية عملية hARxA + hBRxB + ه (1) R، تليها البث ANC إلى A ، B، نقل الطاقة PR، و عامل التضخيم هو:

وفقا لذلك، A، B، E، على التوالي، ويمكن التعبير عن إشارة وردت على النحو التالي:

وبالتالي، فمن الممكن الحصول على القناة الرئيسية، والقناة الداخلية وقنوات التنصت قدرة قناة التنصت الخارجية على التوالي:

وبالتالي فإن القدرات الأمنية للنظام يمكن التعبير عنها على النحو التالي:

CS = [CM-CWI-CWE] + (10)

حيث، [س] + يدل ماكس {0، س}.

2.2 الأمثل لتوزيع السلطة على أساس فتحات الاتصالات التدخل

يستخدم حزب المؤتمر الوطني الافريقي المشترك آلية النقل CJ 2 دقيقة لإكمال اتجاهين فتحات الاتصالات، استراتيجية تجسيد CJ يمكن تنقسم إلى ثلاث فئات: تدخل تجسيد فقط في أول فتحة الوقت، فقط مرة الثانية تدخل فتحة تجسيد، أولا، اثنين من فتحات الوقت تدخل تجسيد. هنا، على افتراض أن نقل الطاقة الإجمالية لإشارات تدخل خارجي التدخل عقدة J يقتصر PJ، أي، P (1) J + P (2) J = PJ، بحيث يتم تعيين استنادا إلى عامل قوة تدخل من فتحات الاتصال، ثم J الأول ويمكن ان تكون ممثلة الثانية فترات زمنية انتقال السلطة على النحو التالي:

P (1) J = PJ (11)

P (2) J = (1-) PJ (12)

الصيغة (11)، (12) في المعادلة (10) تأمين القدرة المتاحة للنظام:

CS () = [CM () -CWI () -CWE ()] + (13)

مقيدة مجموع الطاقة تدخل الأمثل في كل جهة الاتصال توزيع السلطة الخلالي هو تعظيم قدرة المنظومة الأمنية، وبالتالي فإن عامل التوزيع الأمثل على أساس قوة تدخل لفتحات الاتصالات:

opt = argmax01CS () (14)

3 تجربة محاكاة

لحساب ومناقشتها في المزيد من الراحة، افترض أن العامل قناة توهين HUV قاء HUV = 1dn2UV (U، V {A، B، R، E، J}، U V) للخسارة مسار نموذج [5]، حيث فقدان مسار عامل ن = 4، دي يو هي المسافة بين العقد U، V. المضافات الأبيض الضبابي التباين الضوضاء في كل عقدة و2i = 10-3 W، i {A، B، R، E}. كل عقدة توزيع 2، R في منتصف A و B، و A، B المسافة بين تطبيع إلى 1 [5]، أي دار = طلاسم = 0.5، J وضعه على الفور أدناه dAJ = 0.5، يتم نقل E في خط مستقيم على ARB، عندما داي < 0، يتم نقل E في الجانب الأيسر من A، عندما داي > 0، يتم نقل E في حق A.

ووفقا ل[6] من التنصت قناة نظرية مهمة، عندما قدرة المنطقة الأمنية CS > 0، هناك دائما ترميز منطقة مناسبة / فك مخطط للاتصالات الآمنة، وتعرف المنطقة هنا كمنطقة أمنية. وبالمثل، عندما القدرات الأمنية الإقليمية CS < 0، في هذه المنطقة، أي ترميز / فك مخطط غير قادرين على تأمين الاتصالات، ويعرف المنطقة هنا كمنطقة غير آمنة.

3.1 تحليل سلامة الطبقة المادية على أساس آلية النقل المختلفة

يفترض أن إجمالي الطاقة Ptotal أن النظام لم يتغير 3 W استخدام آليات النقل المختلفة. 3 هو داي المحور العاشر، والقدرة على أمن النظام هو محاكاة Y المحور، ومن المفهوم CS هو المسافة بين A، E في FIG 3، عندما نطاق منطقة غير آمنة آلية أقصى انتقال التقليدية النظام، دون استخدام CJ مشترك يتم تخفيض انعدام الأمن منطقة نطاق نظام حزب المؤتمر الوطني الافريقي عندما يتم تقليل آلية انتقال إلى حد كبير، ومنطقة غير آمنة من النظام عند استخدام آلية مشتركة للنقل CJ ANC أبعد من ذلك. يمكن أن ينظر إليه، بالمقارنة مع آلية انتقال التقليدية، ونقل باستخدام نظام حزب المؤتمر الوطني الافريقي يمكن أن تحسن بشكل كبير من أداء السلامة من الطبقة المادية، وتقوم بعد ذلك على هذه التكنولوجيا يمكن زيادة تحسين أداء السلامة CJ مشترك من الطبقة المادية، لذلك نظام ترحيل ثنائي الاتجاه ANC CJ غير مجدية وفعالة.

3.2 تحليل الاتصالات على موعدها قوة التدخل المخصصة

ومن المفترض J للحد من نقل الطاقة الكلية للنظام السلطة ومن غير المعروف إلى البقاء E في الجانب الأيسر من ألف وداي = -0.25، إجمالي طاقة النظام Ptotal = 3 W. FIG 4 هو عامل فتحة الاتصالات تعيين على أساس قوة تدخل للمحور X، والقدرة CS نظام الضمان محاكاة لY-محور، كما رأينا في FIG 4 صغيرة نسبيا عندما إجمالي الطاقة تدخل (PJ = 0.1 W، 1 W) ، قدرة المنظومة الأمنية هي وظيفة زيادة monotonically، فإن العامل الأمثل opt = 1؛ عندما قوة التدخل كبيرة نسبيا في ذلك الوقت (PJ = 10 W)، قدرة نظام الأمن هي وظيفة محدبة، هناك قريبة جدا من عامل الأمثل 1 ، وأنه يتوافق مع قيمة السلامة الموافق قدرة قيمة قدرة الفرق الأمنية الصغيرة، فإنه يمكن اعتبار ما يقرب من عامل الأمثل في مثل هذه الحالات هو أيضا 1. عندما العامل الأمثل هو 1، التعاوني تدخل تجسيد أيضا أسهل للعمل. وبالتالي، فإننا نعتقد أن عامل توزيع opt = 1 على أساس التواصل الأمثل قوة تدخل فتحة، قوة التدخل المقترحة محدودة التركيز العام قدر الإمكان في الفترة الزمنية الأولى لإرسال استراتيجيات التدخل CJ، الطبقة المادية مثل هذا في اتجاهين نظام ترحيل ANC أداء السلامة يمكن أن تصل أو تقترب من الحد الأقصى.

3.3 توزيع الطاقة تحليل النظام القائم على عقدة قانوني

في القسم 3.2، يفترض الحد السلطة الإجمالي الذي J لا تحيل نظام الطاقة هو تسهيل التحليل من إجمالي الأمثل تخصيص قوة تدخل كل فتحة الاتصالات. ومع ذلك، J كعقدة القانونية في النظام، ونقل الطاقة وينبغي ان يقتصر مجموع نظام السلطة، وهذه التجربة هي النظام الكلي قوة محدودة وفقط في حالة وجود أول مرة تدخل فتحة صدر، كل من نظام الليمفاوية الشرعي تعظيم الاستفادة من توزيع السلطة بين تحليل المحاكاة. يفترض أن إجمالي الطاقة Ptotal أن النظام لم يتغير، حتى أن (1، 2) على أساس نظام توزيع الطاقة هو عامل المشروع في العقدة، ونقل الطاقة من كل عقدة هي قوة تدخل نظام المشروعة، وبناء عامل تخصيص فتحة الاتصالات يمكن التعبير عنها على النحو التالي:

PJ = 1 Ptotal (15)

PR = (1-1) 2 Ptotal (16)

PA = PB = (Ptotal-PJ-PR) 2 (17)

= opt = 1 (18)

نوع القدرات الأمنية (15) إلى (18) في المعادلة (13) يمكن الحصول على النظام CS (1، 2)، ونظام توزيع الطاقة الأمثل على أساس العقد عامل المشروعة:

(1، 2) التقيد = argmax01، 21CS (1، 2) (19)

يفترض أن النظام الكلي السلطة Ptotal = 3 W، المتنصت الخارجي E إقامة في اليسار وداي = -0.25. يظهر 5 أنه عندما (1، 2) = (0.58،0.7)، والقدرة على الحد الأقصى من أمن النظام. وبعبارة أخرى، فإن العامل تخصيص (1، 2) التقيد = (0.58،0.7) على أساس العقد القانونية الطاقة الأمثل في النظام. مع (1، 2) التقيد = (0.58،0.7) توزيع السلطة لكل عقدة في النظام على أساس الشرعية المشار إليها في هذه الوثيقة سياسة CJ على الأمن يمكن زيادة أداء نظام التتابع ANC ثنائي الاتجاه المادي، لتحقيق بالمعنى الحقيقي للCJ استراتيجية الأمثل على.

4 خاتمة

أولا، تم التحقق من جدوى وفعالية استخدام التكنولوجيا في نظام التتابع في اتجاهين CJ ANC، وثانيا من خلال السعي عامل التخصيص الأمثل على أساس فتحة الاتصالات قوة التدخل، اقترح CJ استراتيجية للنظام، على وشك أن محدودة تم تحليل إجمالي محاولة قوة التدخل للتركيز في الفترة الزمنية الأولى لإرسال التدخل، وأهمية الاستراتيجية المقترحة، فقد وجد أن النظام يمكن أن تحسن إلى حد كبير كفاءة استخدام الطاقة، والحد من هدر الموارد وتنفيذ وسهل التشغيل، وأخيرا فقط في الفتحة الأولى أصدرت على أساس مشكلة التداخل تم دراستها لتحسين توزيع السلطة الشرعية من كل عقدة في النظام، وقد تم تخصيص على أساس الأمثل معامل القدرة نظام عقدة الشرعية من خلال المحاكاة. تحليل الأفكار والأساليب قابلة للتطبيق على نموذج أنظمة أخرى هنا.

مراجع

[1] كاتي S، GOLLAKOTA S، KATABI D. إشهار تدخل لاسلكي: شبكة التناظرية الترميز [J] ACM Sigcomm الحاسوب مراجعة الاتصالات، 2007، 9 (4) :. 397-408.

. [2] LU K، FU S، تشيان Y، وآخرون على الأداء الأمني للشبكة physicallayer الترميز [C] المؤتمر الدولي للاتصالات، درسدن :. IEEE الصحافة، 2009: 1-5.

[3] زانغ R، كلمات L، HAN Z، وآخرون البدنية الأمن طبقة لاتجاهين الاتصالات تتابع مع التشويش صديقة [J] المؤتمر العالمي للاتصالات، FL: .. IEEE الصحافة، 2010: 1-6.

. [4] طويل H، شيانغ W، وانغ J، وآخرون التعاوني التشويش والقوة تخصيص مع untrusty العقد تتابع twoway [J] IET الاتصالات، 2014، 8 (13) :. 2290-2297.

. [5] والقائم على الربيع الأصلي الأبحاث اللاسلكية التعاونية شبكة تتابع تكنولوجيا الترميز [D] بكين: جامعة بكين للبريد والاتصالات، 2012.

[6] وينر A D. القناة wiretap [J] جرس النظام مجلة التقنية، 1975، 54 (8) :. 1355-1387.