基于空间调制的无线通信安全传输关键技术研究

发布时间：2023-09-14 00:36

　　在5G和人工智能快速发展应用的大背景下,无线通信数据量爆炸增长,信息产业功耗占比越来越大,且涉及众多金融交易,个人隐私信息,所以“绿色与安全”是人们对未来无线通信的期待与愿望。而空间调制(Spatial Modulation,SM)和物理层安全(Physical Layer Security,PHY Security)作为各自领域的新星正在成为焦点,基于SM的PHY Security技术能够继承两者的优点,是未来有力的候选方案,所以本文以此为主要研究内容,概述如下:(一)研究了广义空间调制系统的安全性能。在细致分析了SM安全方案的基础上提出了基于广义空间调制的人工噪声相消方案,如果激活天线数为偶数,则在每一根激活射频链发射的信号中掺入特定设计的人工噪声;如果为奇数,则在剩下的静默天线中随机选取一根发射另外的人工干扰信号,这些添加的噪声会在合法用户的接收信号中相互抵消,从而不会对合法通信造成影响,而窃听者因为信道独立性,人为干扰并不会消除,致使其检测性能恶化,实现了安全通信。(二)对预编码空间调制(Precoded Spatial Modulation,PSM)安全技术做了补充研究。将天...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 空间调制技术及其物理层安全的国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要内容与贡献
    1.4 本论文的结构安排
第二章 空间调制技术和物理层安全基础
    2.1 引言
    2.2 空间调制技术
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 系统模型
    2.3 空间调制系统的发展
        2.3.1 广义空间调制
        2.3.2 预编码空间调制
        2.3.3 性能仿真
    2.4 物理层安全基础
        2.4.1 物理层安全通用系统模型
        2.4.2 安全设计原理
            2.4.2.1 覆盖
            2.4.2.2 检测
            2.4.2.3 侦听
            2.4.2.4 解调
        2.4.3 安全性能指标
    2.5 本章小结
第三章 基于人工噪声的安全通信
    3.1 引言
    3.2 空间调制安全方案
        3.2.1 预编码
        3.2.2 动态映射
        3.2.3 人工噪声
    3.3 基于人工噪声的安全GSM
        3.3.1 系统模型
        3.3.2 遍历安全速率分析
        3.3.3 仿真结果
    3.4 本章小结
第四章 基于接收天线选择的安全通信
    4.1 引言
    4.2 预编码空间调制安全方案
        4.2.1 窃听功率最小化预编码
        4.2.2 时变预编码
        4.2.3 随机预编码
    4.3 基于接收天线选择的安全PSM
        4.3.1 天线选择技术
        4.3.2 安全PSM系统模型
            4.3.2.1 天线选择下的窃听模型
            4.3.2.2 遍历安全速率最大化准则
        4.3.3 性能仿真
    4.4 本章小结
第五章 联合空间和旋转符号调制的安全通信
    5.1 引言
    5.2 联合空间和旋转符号调制的安全GPSM
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 安全性能分析
            5.2.2.1 近似误码率
            5.2.2.2 遍历安全速率
    5.3 仿真结果
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3846208