發(fā)布時(shí)間：2020-06-29 18:49

【摘要】：安全性是衡量通信系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo),通信系統(tǒng)的信息傳輸是否能夠得到足夠的安全保護(hù),是這個(gè)通信系統(tǒng)能夠存在和應(yīng)用的基本條件。當(dāng)前無(wú)線通信系統(tǒng)沿用了傳統(tǒng)有線通信系統(tǒng)中的密碼學(xué)保護(hù)機(jī)制,其在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的上層使用密鑰加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,從而確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ｈ欢?無(wú)線通信系統(tǒng)由于具有開(kāi)放性和靈活性等特點(diǎn),使其面臨著比傳統(tǒng)有線通信系統(tǒng)更加嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)密碼學(xué)保護(hù)信息的出發(fā)點(diǎn)不同,物理層安全技術(shù)對(duì)于通信系統(tǒng)的安全保護(hù)是植根于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧最底層的物理層,利用無(wú)線信道的時(shí)變和衰落等特性,將其作為一種天然的密鑰元素來(lái)對(duì)信息進(jìn)行加密保護(hù),能夠在不影響合法用戶(hù)雙方正常通信的基礎(chǔ)之上,對(duì)非法用戶(hù)的竊聽(tīng)行為造成有效干擾,從而達(dá)到保護(hù)通信系統(tǒng)安全通信的目的。本文根據(jù)現(xiàn)有物理層安全研究的現(xiàn)狀,主要從信號(hào)處理角度來(lái)提升物理層安全,并對(duì)其中涉及的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,主要包括以下內(nèi)容:首先,研究了物理層安全研究中人工噪聲(Artifical Noise,AN)這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),針對(duì)現(xiàn)有的基于自適應(yīng)人工噪聲安全傳輸方法安全性能不足的問(wèn)題,提出一種改進(jìn)的基于星座旋轉(zhuǎn)的人工噪聲的安全傳輸方法。該方法在發(fā)送端根據(jù)合法信道的信道狀態(tài)(Channel State Information,CSI)和發(fā)送的符號(hào),對(duì)人工噪聲進(jìn)行特定角度的星座旋轉(zhuǎn),使得到達(dá)合法接收端的人工噪聲有益于合法接收端解調(diào)信號(hào)。通過(guò)仿真分析,相比于現(xiàn)有方法,該方法能夠有效限制非法竊聽(tīng)端竊取信息,并提高合法接收端的信噪比(Singal to Noise Ratio,SNR),顯著改善了系統(tǒng)的安全性能。其次,對(duì)物理層安全中另一項(xiàng)天線選擇(Antenna Selection,AS)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,針對(duì)現(xiàn)有的基于隨機(jī)天線選擇的安全傳輸方法保密容量不足的問(wèn)題,提出一種改進(jìn)的基于最優(yōu)天線選擇的安全傳輸方法,該方法的發(fā)送端根據(jù)合法信道狀態(tài)選擇出若干個(gè)增益最大的子信道所對(duì)應(yīng)的發(fā)射天線,將其用來(lái)發(fā)送信號(hào),使得合法接收端在接收信號(hào)時(shí)能獲得一定的選擇增益。通過(guò)仿真分析,相比于現(xiàn)有方法,該方法能夠有效地提高通信系統(tǒng)的保密容量,改善合法接收端的誤碼率性能,有效地提升了系統(tǒng)的安全性能。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：2734208