基于Stackelberg博弈的协作干扰策略

doi:10.13190/j.jbupt.2014.05.003

北京邮电大学学报 ›› 2014, Vol. 37 ›› Issue (5): 11-15.doi: 10.13190/j.jbupt.2014.05.003

基于Stackelberg博弈的协作干扰策略

都晨辉¹, 宋梅¹, 王莉¹, 马跃²

1. 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876;
2. 北京邮电大学计算机学院, 北京 100876

收稿日期:2014-01-20 出版日期:2014-10-28 发布日期:2014-11-07
作者简介:都晨辉(1985- ), 男, 博士生, E-mail: duchenhui@bupt.edu.cn;宋梅(1960- ), 女, 教授, 博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金项目(61201150);国家科技重大专项项目(2012ZX03004001);北京高等学校"青年英才计划"项目(YETP0442)

Improved Physical Layer Security with Cooperative Jamming Based on Stackelberg Game

DU Chen-hui¹, SONG Mei¹, WANG Li¹, MA Yue²

1. School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China;
2. School of Computer Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China

Received:2014-01-20 Online:2014-10-28 Published:2014-11-07

摘要/Abstract

摘要：

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.

关键词: 物理层安全, 协作干扰, Stackelberg博弈

Abstract:

The secrecy rate of the source-destination link can be effectively improved with help of friendly jammers, but the jamming service is not free. Obviously, there exists a tradeoff between the friendly jammer and the source-destination pair. An optimal power allocation algorithm based on Stackelberg game was proposed. Based on the proposed two-level Stackelberg game model, the existence of unique globally optimal energy efficiency was proved, and the closed-form result of the optimal energy efficiency was derived. Simulations show that the proposed collaboration strategy is better than the average power allocation strategy in terms of energy efficiency. And multi-nodes collaboration could achieve better performance.

Key words: physical layer security, cooperative jamming, Stackelberg game

中图分类号:

TN915

都晨辉, 宋梅, 王莉, 马跃. 基于Stackelberg博弈的协作干扰策略[J]. 北京邮电大学学报, 2014, 37(5): 11-15.

DU Chen-hui, SONG Mei, WANG Li, MA Yue. Improved Physical Layer Security with Cooperative Jamming Based on Stackelberg Game[J]. JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOM, 2014, 37(5): 11-15.

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基于Stackelberg博弈的协作干扰策略

Improved Physical Layer Security with Cooperative Jamming Based on Stackelberg Game

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