摘要：本文首先在一个最简单的源-中继-目的三节点的通信系统中，分别研究了半双工中继(HDR, Half-Duplex Relay)协作模式、全双工中继(FDR, Full-Duplex Relay) 协作模式和一种新的全双工干扰(FDJ, Full-Duplex Jamming)中继协作模式。然后，建立了多跳中继的通信系统模型，具体的，考虑了一个带有两个中继节点的数据传输系统。

针对如上的系统模型，分别研究了各种模式下的保密能力和保密中断概率。在第一部分，分析了HDR、FDR和FDJ网络中的保密容量和保密中断概率。在第二部分，每个FDR的设计目的是在窃听者接收到来自前一个相邻节点的信息信号时将干扰信号发送给窃听者。在传输功率受限的情况下，分析了该方案的可达保密率最大化。采用几何规划方法求解发射功率分配问题。

通过数值结果与仿真分析得出如下结论：当全双工干扰方案具有与半双工方案相同的数据速率时，可以显著提高保密性能，使其成为网络保密研究首要考虑的一个有吸引力的方案。第二部分数值结果表明，与传统的半双工中继(HDRs)相比，提出的FDRs能显著提高保密率并且能够增强无线物理层的安全性。

关键词：全双工中继，物理层安全，干扰，保密中断概率

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摘   要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 本课题研究的背景-1

1.2 本课题研究的意义-1

1.3 研究领域现状及发展趋势-2

1.4 本文主要工作-2

第二章  全双工中继技术和物理层安全-4

2.1 物理层安全技术-4

2.2 全双工技术研究现状-4

2.3 中继技术的研究-5

2.4 三种中继转发策略-5

2.4.1 放大转发模式-5

2.4.2 译码转发模式-6

2.4.3 协作干扰模式-6

2.5 本章小结-6

第三章  系统模型分析-8

3.1 半双工保密中继网络系统模型-8

3.2 全双工保密中继网络系统模型-8

3.3 全双工干扰中继网络系统模型-9

3.4 无线三跳中继网络系统模型-10

3.5 本章小结-12

第四章  系统性能分析-13

4.1 半双工保密中继网络-13

4.1.1 保密能力-13

4.1.2 保密中断概率-14

4.2 全双工保密中继网络-15

4.2.1 保密能力-15

4.2.2 窃听能力-16

4.2.3 保密中断概率-18

4.3 全双工干扰中继网络-19

4.3.1 保密能力-19

4.3.2 保密中断概率-19

4.4 三跳可实现的保密率最大化-20

4.5 本章小结-22

第五章  仿真结果与讨论-23

5.1 仿真结果分析-23

5.2 本章小结-28

总结与展望-29

参考文献-30

致  谢-31