【摘要】：散射通信由于其抗干擾能力強、越障能力強、傳播信道可靠而被廣泛應用于軍事通信中。軍事通信中通信系統(tǒng)的安全性至關重要,而原有無線通信中,側重于分析鏈路層及以上的安全技術,不能完全保障通信系統(tǒng)的安全。因此人們將目光聚集于物理層,通過改進物理層的安全技術,確保無線信號的安全穩(wěn)健傳輸。人工噪聲法是物理層安全技術的重要方法,可通過人工噪聲對合法用戶與竊聽用戶的不同影響來獲得安全容量。本文基于對流層散射信道下的通信系統(tǒng),研究物理層安全技術。首先分析散射信道的特性,選取具有時頻框架的SC-IFDM系統(tǒng)作為通信體制。在此基礎上,研究了物理層安全技術,主要工作包括:1)分析乘性噪聲安全方案的理論性能。本文將使用乘性噪聲加密后的信號與原始信號的矢量差作為等效噪聲,用信號功率與等效噪聲的功率比作為竊聽用戶的信噪比,在此基礎上從理論上分析了乘性噪聲安全方案的性能。2)基于不同的分集方案研究乘性噪聲安全方案的改進方法。首先,研究了散射通信中的分集方案,然后研究不同分集方案下的乘性人工噪聲方案。研究結果表明,在變換域分集后加入乘性噪聲,竊聽系統(tǒng)達到安全速率所對應的信噪比提升約6dB;在變換域分集時使用兩個乘性噪聲,比只加變換域乘性噪聲的安全速率略有提高。研究不同的序列對系統(tǒng)安全性的影響,仿真結果表明,選取ZC序列作為乘性噪聲系統(tǒng)安全性能優(yōu)于使用混沌序列作為乘性噪聲。3)研究了基于極化MIMO系統(tǒng)的干擾插入加密算法。選用極化MIMO系統(tǒng),既能提高散射信道的傳輸速率,又可以改善干擾插入安全算法的抗明文攻擊能力。將極化MIMO系統(tǒng)中的傳輸信號進行二次加密,在插入干擾信號的同時,將該干擾信號與有效信號進行預編碼,使二者充分組合后可達到增強安全性能的目的。使用信道矩陣作為默認的密鑰,在信道增益大的子信道上傳輸信號,增益小的信道上發(fā)送干擾信號,最大化接收信號中有效信號的能量。研究結果表明,在與單天線系統(tǒng)發(fā)端發(fā)射功率一致的條件下,基于極化MIMO系統(tǒng)的干擾插入加密算法的安全性能比單天線系統(tǒng)的安全性能提升8dB,有效地增強了竊聽系統(tǒng)的安全性。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN926
【圖文】：

信道的超視距傳輸特性，信道中沒有直射徑，各徑均建說，多普勒頻移的大小反映了抽頭系數(shù)變化的快慢。本信道模型，模型中各徑均為瑞利信道，多普勒頻移最大表 2.1 所示。表2.1 信道模型參數(shù)表1 2 3 4 5 瑞利 瑞利 瑞利 瑞利 瑞利 ) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 B ) -15 -10 -6 0 -5 0.5 秒內(nèi)對流層散射信道變化圖，可以看出各徑隨時間的道的影響。圖 2.5 為信道的時頻幅度圖，從圖中可以看出頻率選擇性。圖 2.6 是多普勒頻移為 8Hz時的散射信道

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本文編號：2714363