物理层安全传输中的信道信息反馈技术

发布时间：2021-04-24 01:47

　　无线物理层安全传输技术利用物理层特性来设计有效的安全传输策略,为解决通信安全问题提供了一种新的思路,具有广阔的应用前景与研究价值。人工噪声辅助策略是物理层安全传输中的重要方法,这种策略不需要窃听信道的先验信息,因而受到了广泛关注。人工噪声辅助策略实现的性能好坏依赖于发送端获取合法信道的信道状态信息（Channel State Information,CSI）精确度,发送端获取CSI的一种实用方法是有限反馈技术。简单高效的CSI反馈策略是物理层安全传输技术实用化的关键。本文针对人工噪声辅助策略中的CSI反馈技术展开研究,旨在分析有限反馈对人工噪声策略安全性能的影响、设计一套有效的有限反馈协议、搭建一个基于有限反馈和人工噪声辅助的实用化物理层安全传输系统。首先,论文总结了CSI反馈技术的研究现状,阐述了有限反馈的基本原理,分析了非理想信道反馈对人工噪声辅助策略安全性能的影响。其次,论文研究了基于随机矢量量化（Random Vector Quantization,RVQ）码本反馈下的反馈比特数问题。利用RVQ码本量化误差的统计特性,推导出基于RVQ码本反馈下多输入单输出（Multiple-I... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 传统多天线通信系统中反馈技术的研究现状
        1.2.2 物理层安全传输中有限反馈技术的研究现状
    1.3 论文的结构安排和主要工作
第二章 基于信道反馈的人工噪声辅助安全传输原理
    2.1 基于理想反馈的人工噪声辅助MISO系统模型
    2.2 实际系统的信道信息反馈流程
        2.2.1 有限反馈的基本协议
        2.2.2 信道双向训练法的基本协议
    2.3 非理想反馈对人工噪声算法性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 理想信道估计下人工噪声辅助策略中的码本反馈比特数研究
    3.1 码本反馈中量化误差的统计特性
    3.2 基于RVQ码本的最小反馈比特数分析
    3.3 仿真结果以及分析
        3.3.1 基于本文提出的调整反馈比特数下的系统遍历保密容量分析
        3.3.2 本文与已有研究结论的比较分析
    3.6 本章小结
第四章 非理想信道估计与码本反馈下的人工噪声辅助安全传输算法性能分析
    4.1 基于训练序列的MIMO信道估计算法
        4.1.1 LS信道估计算法
        4.1.2 ML信道估计算法
        4.1.3 MMSE信道估计算法
    4.2 信道估计误差与有限反馈联合作用下的遍历保密容量下限
    4.3 最优功率分配算法
    4.4 仿真结果以及分析
        4.4.1 本文推导的系统遍历保密容量下限分析
        4.4.2 基于Golden搜索法的功率分配因子次优解分析
    4.6 本章小结
第五章 基于有限反馈的人工噪声辅助安全传输的MISO系统设计
    5.1 基于人工噪声辅助的MISO安全传输系统构成与帧结构
        5.1.1 系统框图
        5.1.2 发送信号的帧格式
    5.2 反馈协议参数设计
        5.2.1 反馈比特数设计
        5.2.2 信道方向估计算法与导频长度
    5.3 同步与信道均衡算法设计
        5.3.1 同步算法
        5.3.2 等效信道估计与信道均衡
    5.4 性能分析
    5.5 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于接收机人工噪声的物理层安全技术及保密区域分析[J]. 李为,陈彬,魏急波,熊春林,张晓瀛.  信号处理. 2012(09)

博士论文
[1]无线物理层安全传输关键技术研究[D]. 熊俊.国防科学技术大学 2014
[2]多用户MIMO系统下行链路物理层安全技术研究[D]. 裴敏艳.国防科学技术大学 2013
[3]无线物理层安全通信中的波束成形技术研究[D]. 唐燕群.国防科学技术大学 2013

硕士论文
[1]MIMO系统的容量及信道估计算法研究[D]. 王锋.西安科技大学 2007



本文编号：3156443