人工噪声提升无线通信系统安全性能研究

发布时间：2024-06-23 08:23

　　当代人们的日常生活和交流无时不刻都与无线通信紧密相关,在巨大军用民用市场需求下,无线通信技术得到了长足且深切的发展。近几年,随着5G技术的发展与试点,更加促使无线通信技术的普及更新。同时,无线通信也是很多时兴科技和工程中不可或缺的重要环节,如物联网、无人驾驶、智能家居、智慧城市等。随着万物互联、万物互通愿景的推进与实现,无线网络中的节点数量和种类呈现爆炸式增长,如何提升无线通信系统中信息传输的安全性、保证系统高效可靠运行成为一大研究难点与热点。物理层安全技术能够直接利用无线信道的随机特性提高无线通信系统的安全传输性能,被广泛认可为一个补充和替代传统秘钥加密体系的新兴技术。人工噪声加扰技术能够在物理层增强无线通信系统的安全传输性能,是一种极具潜力的安全传输技术。本文对人工噪声加扰技术在无线传输系统中的应用进行了详尽的探索和分析,具体研究了三个应用场景:人工噪声在全双工多天线目的端加扰系统中的应用、人工噪声预编码技术在全双工中继无线传输系统中的应用和人工噪声加扰技术在无人机通信系统中的应用。考虑了两种常见的信道模型,即Rayleigh衰落信道和Nakagami-m衰落信道。探究了两种窃听信...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 无线衰落信道模型
        1.1.2 全双工技术
        1.1.3 预编码技术
        1.1.4 人工噪声加扰技术
        1.1.5 天线模式切换技术
    1.2 国内外研究现状
    1.3 内容与创新
    1.4 论文结构
第2章 全双工目的端加扰安全传输系统中的天线模式切换
    2.1 系统模型
    2.2 可达安全速率优化
        2.2.1 瞬时窃听CSI条件下的最优功率分配方案
        2.2.2 统计窃听CSI条件下的最优功率分配方案
        2.2.3 穷举联合优化方案
        2.2.4 所提贪婪联合优化方案
        2.2.5 复杂度分析
        2.2.6 所提贪婪联合优化方案的理论性能分析
    2.3 仿真验证与讨论
    2.4 本章小结
第3章 全双工中继系统人工噪声预编码方案安全性能分析
    3.1 系统模型
        3.1.1 所考虑单天线窃听者场景
        3.1.2 多天线窃听者场景讨论
    3.2 遍历可达安全速率分析
        3.2.1 任意天线数遍历可达安全速率分析
        3.2.2 大规模天线遍历可达安全速率分析
        3.2.3 渐近性能分析
    3.3 仿真分析和讨论
    3.4 本章小结
第4章 全双工目的端加扰在无人机通信系统中的应用
    4.1 系统模型
        4.1.1 无人机下行传输系统
        4.1.2 信道模型
        4.1.3 信干噪比计算
    4.2 安全性能推导
        4.2.1 先验知识
        4.2.2 信干燥比的统计特性
        4.2.3 遍历可达安全速率推导
        4.2.4 安全中断概率推导
    4.3 渐近安全性能推导
        4.3.1 渐近遍历可达安全速率推导
        4.3.2 渐近安全中断概率推导
    4.4 数值仿真及性能分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果



本文编号：3995242