基于发射天线选择的修改转发协作D2D网络的物理层安全

Abstract

为了进一步提升与蜂窝网络共享频谱资源的解码转发（decode-and-forward，DF）协作终端直通（device-to-device，D2D）网络的物理层安全（physical layer security，PLS）性能，提出了一种D2D发送端采用发射天线选择（transmit antenna selection，TAS）的修改转发（modify-and-forward，MF）协作D2D-蜂窝网络PLS模型。配备多根发射天线的D2D发送端采用TAS技术，选择使D2D发送端至MF中继节点链路信干噪比最大的天线发送信号；中继采用MF协议将解码得到的合法信息进行修改后再转发，以避免被动窃听者能够解码出此阶段发送的合法信息，从而改善了D2D网络的PLS性能。推导了MF协作D2D网络的安全中断概率、非零安全容量概率和渐近安全中断概率的解析表达式，并与DF协作D2D网络的PLS性能进行对比分析。数值计算与仿真结果表明，MF协作D2D网络的PLS性能优于DF协作D2D网络，并且增大D2D发送端的发射天线数量，可以增强D2D网络的PLS性能。

Keywords

• 终端直通
• 发射天线选择
• 物理层安全
• 修改转发
• 安全中断概率