【摘要】：隨著5G技術(shù)的逐漸興盛,對(duì)新型寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的研究也越來(lái)越多。而寬帶無(wú)線(xiàn)通信用戶(hù)大多處于多徑信道環(huán)境下,由該環(huán)境造成的信號(hào)延時(shí)、衰落和信息泄露等問(wèn)題將是眾多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)不得不面對(duì)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。在此背景下,物理層安全技術(shù)和時(shí)間反演技術(shù)得到了迅速發(fā)展。物理層安全技術(shù)主要是利用通信信道的固有特性來(lái)增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)陌踩?而時(shí)間反演技術(shù)則是結(jié)合其電磁特性和物理信道特性來(lái)提高無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的保密性能。利用時(shí)間反演技術(shù)的時(shí)空聚焦特性不僅可以在一定程度上緩解多徑效應(yīng)引起的通信質(zhì)量問(wèn)題,而且也可以保證信息傳輸過(guò)程的安全性。因此,將時(shí)間反演技術(shù)與物理層安全技術(shù)相結(jié)合是未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信的重要研究方面�；诖�,本文的主要工作內(nèi)容為:第一,針對(duì)物理層安全研究中的竊聽(tīng)信道問(wèn)題,提出了一種聯(lián)合時(shí)間反演技術(shù)和人工噪聲的物理層安全傳輸機(jī)制。首先,在經(jīng)典竊聽(tīng)信道模型中使用時(shí)間反演技術(shù),利用其時(shí)空聚焦性來(lái)提高信號(hào)傳輸過(guò)程中的安全性;其次,由于信息聚焦于接收點(diǎn)附近,竊聽(tīng)用戶(hù)易于在接收點(diǎn)周?chē)`聽(tīng)到合法信息。因此,使用人工噪聲法和物理層零空間法相結(jié)合,令竊聽(tīng)用戶(hù)很難在合法用戶(hù)及其周?chē)`聽(tīng)到有用信號(hào),增強(qiáng)了合法用戶(hù)信號(hào)接收的可靠性。經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),并且與現(xiàn)有的物理層安全傳輸機(jī)制對(duì)比,該系統(tǒng)的安全性能得到了有效的提升。第二,針對(duì)無(wú)線(xiàn)多徑信道中存在主動(dòng)竊聽(tīng)的情況,提出了一種新型的聯(lián)合時(shí)間反演和無(wú)線(xiàn)攜能通信技術(shù)的物理層安全傳輸方案。首先,發(fā)送方利用時(shí)間反演技術(shù)的時(shí)空聚焦特性來(lái)減小頻率選擇性衰落對(duì)通信信號(hào)的影響;其次,合法用戶(hù)使用功率分配器來(lái)收集發(fā)送方發(fā)送的信息和能量;最后,用符號(hào)出錯(cuò)率和能量收集兩個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)估系統(tǒng)性能,并且采用基于矩生成函數(shù)的方法來(lái)得到符號(hào)出錯(cuò)率能量區(qū)域的解析解。仿真結(jié)果表明,采用時(shí)間反演技術(shù)可以降低系統(tǒng)的符號(hào)出錯(cuò)率,同時(shí),竊聽(tīng)用戶(hù)發(fā)送的干擾信號(hào)也可以增強(qiáng)能量收集效率。
【圖文】：

圖 2.1 無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)層處于協(xié)議棧的最底部，負(fù)責(zé)把物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為調(diào)制信號(hào)，然棧的上層作進(jìn)一步處理。以無(wú)線(xiàn)物理層理論為基礎(chǔ)的保密機(jī)制道的唯一性、隨機(jī)性和互易性等固有特性，不依托上層的加密發(fā)生。傳統(tǒng)的加密手段是以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為切入點(diǎn)來(lái)研究安全通信是從信息論和信號(hào)處理的角度來(lái)研究安全通信。為了便于對(duì)無(wú)全面的了解，為本文的主要研究工作奠定理論基礎(chǔ)，，本節(jié)在簡(jiǎn)聽(tīng)信道模型之后，接著闡述了時(shí)間反演技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)通信中討論了物理層安全中的關(guān)鍵技術(shù)方法。yner 竊聽(tīng)信道模型. Wyner 最早在文獻(xiàn)[3]中引入了竊聽(tīng)信道模型，該竊聽(tīng)信道模型

圖 2.2 Wyner 竊聽(tīng)信道模型. Wyner 認(rèn)為，如果竊聽(tīng)信道的通信質(zhì)量比合法信道的通信質(zhì)量種編碼方式使竊聽(tīng)方能夠在不竊取保密信號(hào)的情況下合法用戶(hù)速率 (Secrecy Rate)，這個(gè)最高安全傳輸速率被定義為保密容。把圖 2.1 的通信過(guò)程從信息論的方面描述如下。此時(shí)，Bob 和別為Y H Xba b nea eZ H X na 均為1 M信道矩陣，bn 和en 分別表示 Bob 和 Eve 接收到的高斯線(xiàn)物理層安全的主要性能指標(biāo)使用一些性能指標(biāo)來(lái)衡量無(wú)線(xiàn)物理層通信系統(tǒng)的安全性，定性
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2687771