سال انتشار:
2016
ترجمه فارسی عنوان مقاله:
تخصیص منابع چندمنظوره برای ارتباطات امن در شبکه های رادیوشناختی با انتقال بی سیم توان و اطلاعات
عنوان انگلیسی مقاله:
Multi-Objective Resource Allocation for Secure Communication in Cognitive Radio Networks with Wireless Information and Power Transfer
منبع:
IEEE Transactions on Vehicular Technology ( Volume: 65, Issue: 5, May 2016)
نویسنده:
Derrick Wing Kwan Ng, Member, IEEE, Ernest S: Lo, Member, IEEE,
چکیده انگلیسی:
In this paper, we study resource allocation for multiuser multiple-input single-output (MISO) secondary communication systems with multiple system design objectives. We consider cognitive radio (CR) networks where the secondary receivers
are able to harvest energy from the radio frequency when they
are idle. The secondary system provides simultaneous wireless
power and secure information transfer to the secondary receivers.
We propose a multi-objective optimization framework for the
design of a Pareto optimal resource allocation algorithm based on
the weighted Tchebycheff approach. In particular, the algorithm
design incorporates three important system design objectives:
total transmit power minimization, energy harvesting efficiency
maximization, and interference power leakage-to-transmit power
ratio minimization. The proposed framework takes into account
a quality of service (QoS) requirement regarding communication
secrecy in the secondary system and the imperfection of the
channel state information (CSI) of potential eavesdroppers (idle
secondary receivers and primary receivers) at the secondary
transmitter. The proposed framework includes total harvested
power maximization and interference power leakage minimization as special cases. The adopted multi-objective optimization
problem is non-convex and is recast as a convex optimization
problem via semidefinite programming (SDP) relaxation. It is
shown that the global optimal solution of the original problem can
be constructed by exploiting both the primal and the dual optimal
solutions of the SDP relaxed problem. Besides, two suboptimal
resource allocation schemes for the case when the solution of the
dual problem is unavailable for constructing the optimal solution
are proposed. Numerical results not only demonstrate the closeto-optimal performance of the proposed suboptimal schemes,
but also unveil an interesting trade-off between the considered
conflicting system design objectives.
Index Terms: Physical (PHY) layer security | cognitive radio (CR) | wireless information and power transfer | robust beamforming.
چکیده فارسی:
ما در این مقاله به بررسی تخصیص منابع برای سیستم های ارتباطات ثانویه چند کاربره ی چند ورودی تک خروجی (MISO) با اهداف چندگانه ی طراحی سیستم می پردازیم. ما شبکه های رادیوی شناختگر (CR) در نظر می گیریم که در آن گیرنده های ثانویه توانایی برداشت انرژی از فرکانس رادیویی در وضعیت آماده به کار را دارند. سیستم ثانویه قادر است همزمان انتقال امن توان بی سیم و اطلاعات به گیرنده های ثانویه را فراهم آورد. ما چارچوب بهینه سازی چندمنظوره برای طراحی یک الگوریتم تخصیص منبع بهینه ی پارتو مبتنی بر رویکرد چبیشف وزندار را پیشنهاد نمودیم. بطور خاص، طراحی الگوریتم شامل 3 هدف مهم طراحی سیستم است: به حداقل رساندن کل توان انتقالی، به حداکثر رساندن بازدهی برداشت انرژی، و به حداقل رساندن نسبت نشت توان تداخلی به توان انتقالی. چارچوب پیشنهادی، الزامات کیفیت سرویس (QoS) مرتبط با محرمانه بودن ارتباطات در سیستم ثانویه و نقص اطلاعات وضعیت کانال (CSI) استراق سمع کننده ی احتمالی (گیرنده های اولیه و گیرنده های ثانویه ی آماده به کار) در فرستنده ی ثانویه را لحاظ می کند. چارچوب پیشنهادی شامل به حداکثر رساندن کل توان برداشت و به حداقل رساندن نشت توان تداخلی در موارد خاص است. مسأله ی بهینه سازی چندمنظوره ی مورد بررسی، غیرمحدب بوده و به عنوان یک مسأله ی بهینه سازی محدب از طریق حل برنامه نویسی نیمه معین (SDP) قالب ریزی می شود. نشان داده شده که پاسخ بهینه ی کلی مسأله ی اصلی را می توان با بهره برداری از پاسخ های بهینه ی دوگان و اولیه ی مسأله ی حل شده ی SDP ایجاد نمود. افزون بر این، دو طرح زیربهینه ی تخصیص منبع برای مواردی که پاسخ مسأله ی دوگان برای ایجاد پاسخ بهینه در دسترس نیست، پیشنهاد می شود. نتایج عددی نه تنها عملکرد نزدیک به بهینه ی طرح های زیربهینه ی پیشنهادی را نشان می دهند، بلکه مصالحه ی جالبی میان اهداف متعارض طراحی سیستم مورد نظر را نیز آشکار می سازند.
کلیدواژه: امنیت لایه ی فیزیکی (PHY) | رادیوی شناختگر (CR) | انتقال بی سیم توان و اطلاعات، پرتودیسی مقاوم.
حجم فایل: 1009 کیلوبایت
قیمت:
46800 تومان
37440 تومان
(20 % تخفیف)
توضیحات اضافی:
تعداد نظرات : 0