基于链路间干扰辅助的中继D2D系统安全通信方法.pdf

第６期 电　　子　　学　　报 Ｖｏｌ．４５　Ｎｏ．６ ２０１７年６月 ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ Ｊｕｎ．　２０１７ 基于链路间干扰辅助的 中继 Ｄ２Ｄ系统安全通信方法 朱　宸，黄开枝，康小磊，钟　州 （国家数字交换系统工程技术研究中心，河南郑州４５０００２） 　　摘　要：　在包含中继节点的Ｄ２Ｄ（ＤｅｖｉｃｅｔｏＤｅｖｉｃｅ）系统中，针对蜂窝链路与Ｄ２Ｄ链路同时受窃听的问题，提出 一种基于链路间干扰辅助的中继Ｄ２Ｄ系统安全通信方法．首先，确定蜂窝链路与Ｄ２Ｄ链路上下行发送模式；然后，在 基站与中继节点的发送信号中添加人工噪声，协作干扰窃听者；最后，对基站功率分配与Ｄ２Ｄ功率控制进行了优化， 以实现不同类型链路间干扰辅助保障系统安全．仿真结果表明，所提出的安全通信方法在必威体育官网网址速率方面比ＳＶＤ（Ｓｉｎ ｇｕｌａｒＶａｌｕｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）与ＺＦ（ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ）预编码方法提高了１５ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ． 关键词：　Ｄ２Ｄ通信；窃听者；人工噪声；必威体育官网网址速率 中图分类号：　ＴＮ９２５　　　文献标识码：　Ａ　　　文章编号：　０３７２２１１２（２０１７）０６１４４３０６ 电子学报ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｊｏｕｒｎａｌ．ｏｒｇ．ｃｎ　 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０３７２２１１２．２０１７．０６．０２３ ＪａｍｍｉｎｇＢａｓｅｄＳｅｃｕｒｅＲｅｌａｙＡｉｄｅｄＤ２ＤＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＭｅｔｈｏｄ ＺＨＵＣｈｅｎ，ＨＵＡＮＧＫａｉｚｈｉ，ＫＡＮＧＸｉａｏｌｅｉ，ＺＨＯＮＧＺｈｏｕ （ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＲ＆ＤＣｅｎｔｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ４５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　ＴｏｃｏｐｅｗｉｔｈｅａｖｅｓｄｒｏｐｐｉｎｇｉｎｂｏｔｈｔｈｅｃｅｌｌｕｌａｒｌｉｎｋａｎｄｔｈｅＤ２Ｄ（ＤｅｖｉｃｅｔｏＤｅｖｉｃｅ）ｌｉｎｋｏｆｒｅｌａｙａｉｄｅｄ Ｄ２Ｄｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｊａｍｍｉｎｇｂａｓｅｄｓｅｃｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｏｆｂｏｔｈ ｔｈｅｃｅｌｌｕｌａｒｌｉｎｋａｎｄｔｈｅＤ２Ｄｌｉｎｋａｒｅｍｏｄｅｌｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｎａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｏｉｓｅ（ＡＮ）ｉｓａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ （ＢＳ）ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｙｔｏｉｎｔｅｒｆｅｒｅｔｈｅｅａｖｅｓｄｒｏｐｐｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｊｏｉｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｔｈｅｐｏｗｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＢＳａｎｄｔｈｅ ｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆＤ２Ｄｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｅｃｒｅｃｙｒａｔｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｒｇｏｄｉｃｓｅ ｃｒｅｃｙｒａｔｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１５ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ，ｗｈｉｃｈｉｓｇｒｅａｔｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＳＶＤａｎｄＺＦ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　Ｄ２Ｄ；ｓｅｃｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｏｉｓｅ；ｓｅｃｒｅｃｙｒａｔｅ 继链路的方法改善用户通信质量．文献［２］在源、目的 １　引言 节点与中继节点均装备单天线的系统中，以能量效率 　　终端直通技术（Ｄ２Ｄ，ＤｅｖｉｃｅｔｏＤｅｖｉｃｅ）就是基站 最大化同时保证一