【摘要】：隨著無線通信系統(tǒng)在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)揮的作用越來越大,用戶對(duì)無線通信系統(tǒng)傳輸?shù)男阅苄枨蟛粩嗵岣?安全問題在無線網(wǎng)絡(luò)中至關(guān)重要。物理層安全技術(shù)作為新興的技術(shù)可以有效防止竊聽,已經(jīng)被人們廣泛關(guān)注。由于無線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)頻譜利用率的需求也日益增加。OFDM技術(shù)由于頻譜利用率高的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)普遍應(yīng)用于寬帶無線通信系統(tǒng)中。毫米波通信通過使用大量未被利用的帶寬可以提供高數(shù)據(jù)速率,成為未來無線通信中可以解決頻譜擁塞問題的關(guān)鍵技術(shù)。本文基于OFDM系統(tǒng)對(duì)物理層安全方法進(jìn)行研究,主要工作內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:(1)本文提出了一種適用于MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)的物理層安全技術(shù)。首先提出一種濾波器技術(shù),該技術(shù)通過在發(fā)送端加入傳輸濾波器來破壞竊聽者接收信號(hào)的正交性。合法用戶可以通過接收濾波器恢復(fù)出原始信號(hào),而竊聽者接收到的信息被破壞,因此可以有效地防止竊聽。其次,本文又加入了人工噪聲技術(shù)進(jìn)一步干擾竊聽者的接收。人工噪聲利用剩余能量產(chǎn)生在合法信道的零空間,在不影響合法用戶的前提下干擾竊聽者對(duì)信號(hào)的接收。仿真結(jié)果證明了利用濾波器和人工噪聲,可以增加竊聽者的誤碼率性能,增強(qiáng)了OFDM系統(tǒng)的物理層安全。(2)本文對(duì)毫米波波段的OFDM系統(tǒng)混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,提出一種基于MIMO-OFDM毫米波系統(tǒng)的混合預(yù)編碼迭代技術(shù)。首先,在未知信道信息的情況下,應(yīng)用壓縮傳感技術(shù)有效地估計(jì)等效信道。根據(jù)估計(jì)出的等效信道,設(shè)計(jì)模擬預(yù)編碼/合并矩陣來保證每個(gè)數(shù)據(jù)流的信道增益。在所有的模擬波束形成器對(duì)確定后,設(shè)計(jì)基帶數(shù)字預(yù)編碼/合并矩陣以進(jìn)一步減輕干擾。仿真結(jié)果表明,本文提出的方案可以實(shí)現(xiàn)顯著的性能改進(jìn)。(3)本文研究了大規(guī)模毫米波OFDM系統(tǒng)物理層安全,提出了一種迭代的混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)算法。在有多個(gè)竊聽者的場(chǎng)景下,通過最大化保密速率進(jìn)行混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)。首先,在竊聽者信道的零空間最大化合法接收者的平均SNR來防止竊聽。然后,提出一種迭代的混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)來最大化保密速率的下限。通過仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),迭代的混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)可以達(dá)到較高的保密速率。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2594308