針對延時發(fā)射天線選擇(TASD)/正交空時分組碼(OSTBC)無線通信系統(tǒng),基于最小均方誤差(MMSE)信道預測器,提出一種系統(tǒng)物理層安全增強方案。將MMSE信道預測方案應用于TASD/OSTBC無線通信系統(tǒng),構(gòu)成信道預測發(fā)射天線選擇(TASP)/OSTBC無線通信系統(tǒng),并對其推導瑞利塊衰落信道上安全中斷概率、非零安全容量概率以及漸近安全中斷概率的解析表達式。在此基礎上,分析主信道收發(fā)天線數(shù)、竊聽者天線數(shù)和信道的歸一化延時等參數(shù)對系統(tǒng)物理層安全性能的影響。數(shù)值計算和仿真結(jié)果表明,采用TASP可以提高OSTBC編碼無線通信系統(tǒng)的物理層安全性能。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1TASP/OSTBC無線通信系統(tǒng)的物理層安全模型

本文研究對象為時間選擇性瑞利衰落信道上采用組合信道預測發(fā)射天線選擇(TASwithPrediction,TASP)和OSTBC的MIMO無線通信系統(tǒng),其信道增益服從同一分布并且互相獨立。如圖1所示,在此系統(tǒng)中,三節(jié)點被動竊聽模型由Alice、Bob和Eve組成,其分別配有NA....

圖2TASP/OSTBC無線通信系統(tǒng)的安全傳輸幀結(jié)構(gòu)

Alice采用如圖2所示的傳輸幀結(jié)構(gòu),每幀幀長均為Lb個符號,每幀的前NA個符號周期內(nèi)發(fā)送正交導頻序列,用于Bob對主信道進行信道估計和預測。采用K階MMSE維納信道預測器,Bob可得第α+D塊的預測主信道系數(shù)為:

圖3TASP/OSTBC與TASD/OSTBC系統(tǒng)的安全陣列增益

當NB=NE=2時,在不同fdτ下TASP/OSTBC與TASD/OSTBC無線通信系統(tǒng)的安全陣列增益曲線如圖3所示。由圖3可知,在相同fdτ下,TASP/OSTBC無線通信系統(tǒng)的安全陣列增益值始終大于TASD/OSTBC無線通信系統(tǒng)。當fdτ=10-1時,TASP較TASD方案....

圖4不同NE和fdτ下TASP/OSTBC的非零安全容量概率

當NB=2時,不同NE和fdτ下TASP/OSTBC無線通信系統(tǒng)的非零安全容量概率曲線如圖4所示。由圖4可知,在相同fdτ下,增加竊聽者天線數(shù)提高了竊聽者的接收分集增益,導致TASP/OSTBC無線通信系統(tǒng)的非零安全容量概率變小,降低了系統(tǒng)的安全性能。當NE一定時,非零安全容量概....

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