基于协作干扰的物理层安全技术研究

发布时间：2017-09-27 21:16

  本文关键词：基于协作干扰的物理层安全技术研究

  更多相关文章： 物理层安全 人工噪声 功率分配 LDPC码 相关信源

【摘要】：由于无线媒介的广播特性,基于无线信道的通信过程往往容易被未经授权的接收机窃听,这给无线通信系统的安全传输带来了巨大的挑战。基于协作的物理层安全技术主要利用无线信道的互易性和唯一性,通过发送人工噪声,有效干扰窃听用户,同时不影响合法用户的信号接收,从而提高系统安全性能。针对未来多天线通信系统的安全问题,本文提出了一种增强无线物理层安全的传输策略。该策略基于发射天线的选择以及人工噪声,并采用Alamouti编码。它可以使发射机和接收机以较低的复杂度代价提高合法信道的分集增益,同时有效干扰窃听信道,使通信系统获得更高的安全容量。对系统安全容量、天线数量、以及信息信号与人工噪声之间的功率分配等问题进行了研究,仿真结果表明,该传输策略能够有效地增强物理层安全。对于相关信源的安全传输,本文在分布式信源编码理论的基础上提出了相应的协作干扰策略。相关信源在传输过程中,其中一部分源信息可以通过LDPC编码形成伴随子发送,另一部分作为边信息发送,接收端可以根据伴随子和边信息得到源信息。论文分别研究了在发射边信息和伴随子时采用人工噪声技术的协作干扰策略,分析了发射功率的分配问题。仿真结果表明,通过在发射边信息时引入协作干扰技术,在不影响目的节点性能的前提下干扰窃听节点的接收,能够节省能量和系统资源。
【关键词】：物理层安全 人工噪声 功率分配 LDPC码 相关信源
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 物理层安全技术的研究背景8-9
• 1.2 物理层安全技术9-16
• 1.2.1 物理层安全技术的发展9-14
• 1.2.2 物理层安全的重要技术14-16
• 1.3 本文的研究工作16-18
• 第二章 协作干扰技术18-26
• 2.1 协作干扰技术的提出18-19
• 2.2 干扰信号的分类19-21
• 2.2.1 高斯白噪声19-20
• 2.2.2 合法节点已知的信号20
• 2.2.3 结构化编码的码字20-21
• 2.3 研究现状和发展趋势21-26
• 2.3.1 研究现状22-25
• 2.3.2 发展趋势25-26
• 第三章 联合发射天线选择和人工噪声技术26-39
• 3.1 发射天线选择技术26-30
• 3.1.1 Alamouti方案26-27
• 3.1.2 发射天线选择27-30
• 3.2 JTASAN安全传输策略30-36
• 3.2.1 系统模型30-31
• 3.2.2 JTASAN安全传输策略31-32
• 3.2.3 安全容量分析与传输功率分配32-33
• 3.2.4 仿真分析33-36
• 3.3 非理想CSI下的安全传输36-38
• 3.3.1 非理想CSI的成因36
• 3.3.2 非理想CSI下的安全容量分析36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 分布式相关信源中的协作干扰技术39-57
• 4.1 分布式信源编码理论概述39-42
• 4.1.1 Slepian-Wolf理论39-41
• 4.1.2 Wyner-Ziv理论41-42
• 4.2 基于LDPC码的分布式信源编码算法42-50
• 4.2.1 DISCUS实现方案42-43
• 4.2.2 LDPC码编译码算法43-49
• 4.2.3 LDPC码实现方案49-50
• 4.3 无线传感网中的协作干扰策略50-56
• 4.3.1 系统模型51-52
• 4.3.2 协作干扰策略及发射功率分配52
• 4.3.3 仿真分析52-56
• 4.4 本章小节56-57
• 第五章 总结与展望57-59
• 参考文献59-62
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文62-63
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目63-64
• 致谢64

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本文编号：931931