协作网络中采用双层博弈的资源分配方案

在多源多中继协作网络中,为避免协助同一源节点的中继节点之间过度干扰并实现中继节点的效用最大化,提出了一种在双层博弈框架下的联合功率控制和源节点选择的分布式算法。该算法通过中继节点功率控制的非合作子博弈与源节点选择的演化子博弈交替迭代,在抑制中继节点之间干扰的同时实现了中继节点对源节点的合理选择,并证明了双层博弈纳什均衡的唯一存在性。仿真结果表明,本文提出的双层博弈分布式算法可使系统收敛至纳什均衡。     

能量收集协同干扰中继系统保密速率优化

研究各有一个源节点、中继节点、目的节点和窃听节点的中继窃听信道模型的保密速率的优化问题。模型中各节点具有能量收集能力,源节点和中继节点采用“储能-发送”模式工作,即先收集能量,再发送数据。中继节点采用协同干扰模式,在源节点进行数据发送时对窃听者进行干扰。首先分析得到中继协同干扰方式下提高保密容量的条件;然后给出以最大化保密速率Rs为目标的吸收比例系数ρ和中继节点发送功率Pr的迭代优化算法。通过对算法性能进行仿真,证明该算法收敛速度快,能有效提高系统的保密传输速率。     

模拟网络编码双向中继窃听信道安全性能分析

分析了模拟网络编码双向中继窃听信道可达安全速率特性的影响因素.建立了存在一个窃听者的窃听信道模型,并推导了可达安全速率的表达式.通过对特定场景进行数值仿真和分析,结果表明:当窃听者位于某些范围内时,存在可达安全速率为零的情况;通过增大窃听者和被窃听节点之间的距离、角度和优化节点功率分配,可以提高模拟网络编码双向中继窃听信道的可达安全速率.     

无人机多域联合抗干扰智能决策算法研究

针对无人机在战场上通信环境恶劣、信道统计信息未知及抗智能性干扰能力差等问题,研究了多域抗干扰问题,提出一种多域联合抗干扰智能决策算法。在频域上采取信道选择的方式应对干扰,将其建模成一个多臂老虎机信道选择问题,并对信道干扰等级进行评判;对于中度干扰的信道进行功率域上的压制性对抗,将其建模成Stackelberg博弈模型,并求解博弈均衡,得出最佳发射功率,减少频繁切换信道带来的系统开销。仿真结果表明所提算法的系统长期回报明显高于传统多臂老虎机算法和随机选择算法,并且还提高了通信系统的平均吞吐量。     

基于Stackelberg博弈的协作干扰策略

协作干扰策略是实现物理层安全的一种重要方案. 但是由于协作节点的能源有限性以及自私性,干扰服务不能无偿提供,为了使得源节点和协作节点之间取得最优的效益分配,提出了一种基于Stackelberg博弈的能效最优报偿及功率分配方案. 根据所建立的双层博弈模型,证明了系统存在唯一的全局最优能效,并且给出了最优功率分配方案的闭式解. 仿真结果表明,所设计的协作策略在能效方面优于平均功率分配策略,而且所提方案在多节点协作时能取得更优的表现.     

无线Ad Hoc网络单信道并行传输的博弈解决策略

基于干扰感知的信干比模型,将无线Ad Hoc网络中多个节点随机并行接入同一信道的控制决策过程建模为信道接入博弈．随后,求解此博弈的纳什均衡解作为传输门限,并提出一种单信道多节点并行传输的分布式策略HMAC．仿真结果表明,与IEEE802.11a的MAC协议比较,提出的HMAC协议吞吐量提高了35％～53％,且传输门限可根据活动节点数、互扰比、传输成本及无线接收机的灵敏度自适应调整．本策略允许多个节点在单信道内并行传输,在提高网络吞吐量的同时降低了能量消耗和通信开销．     

干扰信道中基于竞争博弈的准最佳功率分配方案

频率选择性高斯干扰信道下多用户总速率最大化的问题被建模成一个带有补偿函数的非合作博弈模型．补偿函数也近似成子信道之间进行博弈的模型(子信道博弈)．通过子信道之间的迭代计算,子信道博弈能够达到一个纳什均衡,也就是渐近最佳补偿．接着提出了多领导斯坦克尔伯格均衡的概念,来描述带有渐近最佳补偿函数的非合作博弈的均衡点．利用凸优化技术,开发了一种迭代多水平面功率注水算法,来达到斯坦克尔伯格均衡．在该均衡点上,所有用户都会工作在准最佳速率区域边界上．仿真结果表明,迭代多水平面功率注水算法所能达到的总速率比迭代功率注水算法有明显的提高,并且能达到一个准最佳的可达速率区域．     

非均匀多信道Ad Hoc网络信道选择方法

提出了一种基于混合博弈的Ad hoc网络多信道选择算法,以最大化每个节点吞吐量为目标,研究了在多个信道速率不同的情况下节点对接入信道的选择问题. 首先通过建立饱和吞吐量模型来量化节点选择不同信道所获得的收益,然后利用混合博弈纳什均衡理论分析不同用户数时的信道选择策略,并提出一种混合策略信道选择算法,以最大化每个节点的吞吐量,同时保证了信道分配的公平性. 仿真结果表明,该算法能较大地提高系统吞吐量,在多用户竞争情况下,与随机选择和共享信道等策略相比,吞吐量至少提高了15%.     

干扰信道中容量可达的率分裂方案

为了能有效地逼近高斯干扰信道的容量边界,提出了一种分布式率分裂的方案.以二用户高斯干扰信道为例,该分布式率分裂方法能建模成一个非协作博弈论模型,并且提出一种迭代多水平面功率注水算法,能达到该博弈模型的纳什均衡,同时给出了迭代收敛的一个充分条件.计算机仿真表明,通过分布式率分裂方案以及迭代多水平面功率注水算法而获得的高斯...     

一种调制符号相位随机扰动的物理层安全方法

从信号调制的角度提出了一种调制符号相位随机扰动的物理层安全方法.该方法通过合法信道增益与随机扰动幅度的乘积,控制对调制符号的相位扰动范围,使得合法接收者在相位扰动下仍具有稳定的抗噪声性能,而窃听者由于窃听信道状态信息不同于合法信道,相位扰动更加剧烈,解调错误概率高于合法接收者.仿真结果表明：当窃听者未知合法信道状态信息时,文章方法相比直接传输的方法,安全间隙缩小了30.5dB;当窃听者能够获得合法信道相位信息时,文章方法仍能形成对窃听者接收性能的恶化,安全间隙缩小了11dB.     

合作博弈下无线传感器网络功率控制策略

无线传感器网络在动态变化的信道和干扰环境工作时,为获得较高的信干噪比,节点会提高发射功率,致使节点间的干扰不断增大,为抵消其带来的消极影响,节点将继续增加发射功率,这将导致网络环境逐渐恶化,同时过多浪费节点能量.针对以上问题,本文提出一种合作博弈下无线传感器网络功率控制策略,为使节点能够更加精准的根据周围环境信息动态调节发射功率,算法引入节点间距离作为干扰权重因子以修正有效干扰模型,进而改进信干噪比模型;基于合作博弈理论将节点信息传输速率和自身剩余能量整合,建立合作博弈下的效用函数,在对不同效用权重因子下的归一化信息传输速率、发射功率方差值、信干噪比和网络效用4种结果进行综合权衡后,得出适当的效用权重因子值,并证明效用函数存在纳什均衡解,通过算法多次迭代后得出使网络效用达到最高时的节点最优发射功率.仿真结果表明,本文算法得出的最优发射功率方差小,算法收敛速度快,网络在节点较低发射功率时即可获得较高的信干噪比,网络生存周期得以延长,实现更高的网络效用.     

空间相关信道下大规模MIMO系统频谱效率分析

针对空间相关信道下存在干扰机的多用户大规模多输入多输出系统,研究了基站仅配置低精度模数转换器（ADC）的系统频谱效率性能.通过结合指数（Toeplitz）相关模型建立空间相关信道,并利用加性量化噪声模型和最大比合并算法,推导出系统频谱效率的闭合表达式.基于此,进一步对理想和非理想信道状态信息下的系统频谱效率进行比较分析.仿真结果表明,随着用户发送功率和ADC精度的增加,频谱效率将出现饱和效应;当合法用户发送功率小于干扰机发送功率时,干扰机对系统的影响占主导作用;当合法用户发送功率大于干扰机发送功率时,能够有效地抑制干扰机对系统的影响.     

Lightweight jammer localization algorithm in wireless sensor networks

In wireless sensor networks (WSNs), as the shared nature of the wireless medium, jamming attacks can be easily launched and result in a great damage to the network. How to deal with jamming attacks has become a great concern recently. Finding the location of a jammer is important to take security actions against the jammer, and thus to restore the network communication. After a comprehensive study on the jammer localization problem, a lightweight easy-operated algorithm called triple circles localization (TCL) is proposed. The evaluation results have demonstrated that, compared with other approaches, TCL achieves the best jammer localization accuracy under variable conditions.     

基于相量测量的状态估计攻击检测方法

针对电力系统中基于相量测量技术状态估计的虚假数据注入攻击难以被成功检测的问题,本文提出一种面向电力系统线性状态估计的攻击智能检测方法.采用自编码器对电网测量数据进行多次特征提取,逐渐降低特征维度;提取信息通过softmax层进行有监督学习,从而得到基于堆叠自编码器的攻击检测算法.针对自编码器的过度拟合问题,进一步提出基于降噪自编码的攻击检测方法.采用IEEE-118节点测试系统对所提出的方法进行仿真验证,结果表明所提出的攻击检测方法计算精度和效率高于其他方法.     

基于信噪比的无线传感器网络路由选择模型

在多用户无线传感器网络中,节点在选择路由进行数据传输时,路由节点的唯利性将影响数据的通信效果,为了解决这一问题,利用博弈论的思想,在节点进行路由选择的过程中引入了竞争机制,建立了基于信噪比的路由选择模型,并求解出模型的贝叶斯纳什均衡策略,确定了路由节点的发射功率,提高了网络的通信效果。     

MIMO系统中连续博弈RRM算法

提出一种基于博弈论的连续博弈无线资源管理算法,将博弈论数学模型应用于多输入-多输出系统无线资源管理中,把其中的参数映射为博弈论数学模型中的“局中人”,将参数变化描述为“局中人”博弈过程.在仿真中,比较该算法与传统联合波束成形及功率控制算法.仿真结果表明,该算法在节省发射功率的同时,可提高输出信干噪比,达到两者最佳均衡.同时可有效克服期望的导引矢量和实际的导引矢量不匹配问题,使天线能准确对准期望用户方向,并能抑制干扰方向的信号,起到“零陷”作用.     

局部信息约束下的拓扑控制

采用非合作博弈理论刻画了自私性存在条件下节点在拓扑构建过程中的相互作用,并分析了均衡拓扑的一些特征. 限制控制信息交互仅在相邻节点间进行是降低拓扑再更新频率、减少信息频繁交互的有效手段. 基于此,提出了仅依赖于相邻节点信息交互的分布式拓扑控制协议.     

时变协作通信系统中的联合码设计与功率分配

针对协作通信网络中的信道时变特性,以系统错误概率为准则,设计了一种新的系统方案．根据编码函数,对不同信道上的发送信号选择具有最佳汉明距离的纠错码进行保护,使系统错误概率最小．在此基础上,采用时变功率分配算法对信源节点和中继节点的发送功率进行优化分配．理论分析及仿真结果表明,该方案可使帧错误性能改善07 dB．     

基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方案

在多输入多输出非正交多址接入（MIMO-NOMA）系统中,衡量通信质量时仅仅考虑了用户的服务质量（QoS）,而没有考虑用户终端的满意度.为此,提出一种基于Stackelberg博弈的优化用户体验质量（QoE）的动态定价功率分配算法.在网页浏览业务场景下,用平均意见分数（MOS）值来衡量用户终端的满意度,将用户设置为买方,基站设置为卖方,小区内各用户从基站处以瞬时单位功率价格购买功率,提升其MOS值;同时,卖方基站不断调整单位功率价格,以实现自身最大化收益,最终达到Stackelberg均衡.仿真结果表明,所提算法与基于QoS的功率分配算法相比,在公平性上提升了22.73%;与传统的定价算法相比,在吞吐量和MOS值上有明显提升;与基于凸差规划的功率分配算法相比,在时间复杂度上有明显降低.