衰落信道下统计安全区域的研究

摘要

在智慧城市中,基站采用某种固定的功率控制策略,这对于窃听者来说是容易获知的,而由于城市人口的流动性和窃听设备的隐蔽性窃听者的位置则难以知道.为了实现统计安全传输,有必要研究在怎样的范围内可以实现满足特定安全性要求的传输.本文研究了只知道合法用户信道状态信息、在不知道窃听者的位置时如何确定窃听者不能破译信息的未知区域,即所谓的安全区域问题.系统模型是一个简单的点对点通信系统.窃听者窃听到的数据是一个变速率入,恒速率出的队列,应用渐进队列分析和有效带宽理论.发射端采用四种典型的功率控制方式.首先把安全区域的确定问题等效为安全半径的问题,这是基于电波传播的衰落理论.然后推导了瑞利衰落信道下满足延迟敏感保密模型的各种功率控制方式安全半径的解.对于Nakagami-m信道下,给出了可以精确确定安全半径的迭代算法.在仿真当中,瑞利衰落下的仿真是通过求解有关方程得到的,Nakagami-m衰落下则是通过迭代得到的.还分析了各参数对四种功率控制方式统计安全性能的影响.本文的结论对于在智慧城市中的安全通信具有参考价值.