中继网络中基于中继节点选择的物理层安全增强方法
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引用本文:丁晓进,张登银.中继网络中基于中继节点选择的物理层安全增强方法[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2019,39(6):41~46
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作者单位
丁晓进 南京邮电大学 物联网学院江苏南京210003 
张登银 南京邮电大学 物联网学院江苏南京210003 
基金项目:江苏省高等学校自然科学研究基金(18KJB510030)
中文摘要:文中考虑了一个协作中继网络场景,其中包含一对传输节点、多个中继节点和一个窃听节点,该窃听节点会窃听由源节点和中继节点所传输的数据。为提升无线数据传输的物理层安全性能,提出了一种机会中继选择机制,其将会从成功译码的中继集合中选择瞬时信道容量最大的中继节点用于辅助源节点进行数据传输。分别分析了所提出的机会中继选择机制和传统轮询机制的零安全容量概率,其中轮询机制被用于与所提机制进行性能对比。结果表明机制能够比轮询机制取得更好的零安全容量概率性能。此外,所提机制的零安全容量概率随着中继节点数的增加而降低,然而轮询机制的零安全容量概率在中继数增加时保持不变,证明了机会中继选择机制在提升无线传输物理层安全性能方面的优越性。
中文关键词:物理层安全  中继选择  窃听事件  零安全容量概率
 
Physical-layer security enhancement method based on opportunistic relay selection in relay networks
Abstract:A cooperative relay ,including a pair of source and destination, multiple relays and a an eavesdropper relay, is expored.The eavesdropper relay can intercept the data transmitted by the sources and relays. An opportunistic relay selection (ORS) scheme is used to enhance the physical-layer security (PLS) of wireless transmissions, which will select a relay from successfully decoded relay sets to assist wireless transmissions of the source node. The probability of zero secrecy capacity (PZSC) of both the ORS scheme and traditional round-robin scheme is analyzed.The performance of the round-robin scheme is compared with that of the ORS scheme. The result shows that the ORS scheme can achieve a better PZSC performance than the round-robin scheme. Moreover, the PZSC of the ORS scheme decreases as the number of relays increases, whereas the PZSC of the round-robin scheme keeps unchanged, demonstrating the advantage of the ORS scheme in terms of increasing the PLS of wireless transmissions.
keywords:physical-layer security(PLS)  relay selection  intercept event  probability of zero secrecy capacity(PZSC)
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