發(fā)布時間：2020-07-09 21:25

【摘要】：傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)的安全主要基于物理層上層的對稱密碼機(jī)制和公鑰密碼機(jī)制的加密算法來解決,破解密碼所需的極高計(jì)算復(fù)雜度使加密數(shù)據(jù)的安全性得以保證。隨著竊聽者計(jì)算機(jī)能力的提升,這種依賴于計(jì)算復(fù)雜度的安全機(jī)制正日益受到挑戰(zhàn)。而另一方面,由于無線信道的廣播特性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致密鑰的分發(fā)、管理遇到極大的困難。在此背景下,無線通信物理層安全技術(shù)為無線通信的安全傳輸開辟了一條新的解決途徑,該技術(shù)利用無線信道的物理特性來實(shí)現(xiàn)信息論意義上的安全傳輸。本文將分別研究多輸入多輸出平坦衰落信道和頻率選擇性衰落信道上的物理層安全問題。由于非理想信道狀態(tài)信息(CSI)和反饋延時等因素的影響,將導(dǎo)致平坦衰落信道上采用發(fā)射天線選擇(TAS)/接收最大比合并(MRC)聯(lián)合收發(fā)分集無線通信系統(tǒng)的物理層安全性能的惡化。最小均方誤差(MMSE)信道預(yù)測器是減輕非理想CSI和延時影響的一種有效措施。首先,本文研究瑞利塊衰落信道上采用信道預(yù)測發(fā)射天線選擇(TASP)/MRC聯(lián)合收發(fā)分集無線通信系統(tǒng)的物理層安全性能。分別推導(dǎo)了單竊聽或多竊聽者場景下瑞利塊衰落信道上采用MMSE信道預(yù)測器和TASP/MRC聯(lián)合收發(fā)分集無線通信系統(tǒng)的非零安全容量概率、安全中斷概率及其漸近安全中斷概率的解析表達(dá)式,并給出數(shù)值計(jì)算和仿真結(jié)果。研究結(jié)果表明,增加合法接收端天線數(shù)有助于改善反饋延時對TASP/MRC分集安全性能造成的影響;當(dāng)竊聽者的數(shù)目或天線數(shù)增加時,均會惡化TASP/MRC分集的安全性能;TASP/MRC分集的安全分集增益為合法接收端天線數(shù),與竊聽者的數(shù)目或天線數(shù)無關(guān)。發(fā)送端采用空時分組碼(STBC)和接收端采用二維瑞克(2D-RAKE)接收機(jī)聯(lián)合收發(fā)分集的寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)是第三代移動通信系統(tǒng)的三個標(biāo)準(zhǔn)之一,其物理層安全的研究應(yīng)受關(guān)注。為此,本文研究頻率選擇性相關(guān)Nakagami衰落信道上采用STBC和2D-RAKE接收機(jī)的WCDMA系統(tǒng)的物理層安全性能。分別推導(dǎo)了單竊聽或多竊聽者場景下頻率選擇性相關(guān)Nakagami衰落信道上采用STBC和2D-RAKE接收機(jī)的WCDMA系統(tǒng)的非零安全容量概率、安全中斷概率和漸近安全中斷概率的解析表達(dá)式,并給出數(shù)值計(jì)算和仿真結(jié)果。研究結(jié)果表明,主信道的Nakagami衰落系數(shù)愈大時,WCDMA系統(tǒng)的安全性能愈好;合法接收端天線陣的相關(guān)系數(shù)增加將惡化WCDMA系統(tǒng)的安全性能;WCDMA系統(tǒng)的安全分集增益為主信道各個可分離路徑上的分集增益之和,與竊聽者的數(shù)目或天線數(shù)無關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 沈雷;趙知勁;;多徑信道中基于盲波束成形的CDMA多用戶檢測和偽碼估計(jì)[J];信號處理;2010年11期

2 方昕;王君;馮忠娜;應(yīng)娜;李光球;;信道預(yù)測對自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)性能的影響分析[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2010年04期

3 李光球;江虹;;相關(guān)MIMO Nakagami衰落信道上MQAM WCDMA系統(tǒng)的性能分析[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2009年02期

4 李光球;;Nakagami衰落信道上組合SC/MRC的性能分析[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2007年02期

5 張小飛,徐大專,楊蓓;WCDMA系統(tǒng)中空時2D-RAKE接收機(jī)性能分析[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2004年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 陳雍玨;基于復(fù)合竊聽信道的物理層安全問題的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2748001