在未來5G移動通信中,更大的吞吐量和更快的傳輸速率是一個重要需求,但無線通信的安全性也是用戶關注的一個關鍵問題。在傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)中,主要依靠上層的加密技術來實現(xiàn)信息安全,需要通過大量數(shù)學運算實現(xiàn),而物理層安全通過利用無線通信信道的正常隨機性來確保信息傳送到期望接收者,并同時保證不能被非期望者提取到正確信號,從根本上解決無線廣播通信的安全問題。本文提出在大規(guī)模陣列系統(tǒng)中基于切換相控陣的天線選擇安全方案,通過在每個發(fā)送符號間斷從天線碼本中選擇天線結構來隨機切換天線陣列,從而實現(xiàn)擾亂非期望方向竊聽者的星座圖,使其無法解調(diào)信號,同時保證期望方向星座圖沒有影響。在此基礎上,還提出了基于迭代FFT的天線選擇算法用于選擇低旁瓣的天線陣列構成碼本。之后,本文把線陣中的基于切換相控陣的天線選擇安全傳輸方案,從一維線陣推廣到二維平面陣,提出了基于天線子集選擇的平面陣物理層安全傳輸方案。利用平面陣列在垂直方向上的波束控制能力,解決了線陣無法在俯仰角方向擾亂竊聽者星座圖的缺點,進一步提升了此方案的實際應用場景。同時,把線陣中的迭代FFT算法推廣到面陣,用于選擇面陣中低旁瓣的天線結構構成碼本,用來天線切換。... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術語注釋表
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 相關技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)
        1.2.2 毫米波無線通信技術
        1.2.3 物理層安全技術
    1.3 本文內(nèi)容結構與安排
第二章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)和物理層安全
    2.1 波束賦形技術
    2.2 方向調(diào)制技術
    2.3 物理層安全基本理論
        2.3.1 香農(nóng)密碼系統(tǒng)
        2.3.2 竊聽信道
        2.3.3 保密容量
    2.4 5G通信中物理層安全
        2.4.1 大規(guī)模天線陣
        2.4.2 毫米波通信
    2.5 本章小結
第三章 基于切換相控陣的天線選擇安全傳輸技術
    3.1 系統(tǒng)模型
    3.2 基于天線選擇的安全性能分析
    3.3 基于迭代FFT的天線選擇算法
    3.4 仿真結果分析
        3.4.1 天線選擇的安全性能仿真
        3.4.2 基于迭代FFT的天線選擇算法仿真
    3.5 本章小結
第四章 基于天線子集選擇的平面陣物理層安全技術
    4.1 平面陣系統(tǒng)模型
    4.2 平面陣中天線選擇安全性能分析
    4.3 面陣中的迭代FFT算法
    4.4 仿真結果分析
        4.4.1 面陣安全性能仿真
        4.4.2 面陣迭代FFT算法仿真
    4.5 本章小結
第五章 射頻子陣列結構中混合預編碼聯(lián)合人工噪聲安全技術
    5.1 毫米波系統(tǒng)和信道模型
        5.1.1 系統(tǒng)模型
        5.1.2 毫米波信道模型
    5.2 聯(lián)合人工噪聲的混合預編碼設計
        5.2.1 安全容量下界
        5.2.2 混合預編碼設計
    5.3 仿真結果分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 工作展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3733714