由于傳輸媒介的開放性和廣播性的特點,確保無線通信的安全性一直是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)通信保密技術主要采用密鑰加密技術對數據在上層進行加密,是“計算上安全”。但是傳統(tǒng)的方法忽視了通信的物理層安全,使物理層成為當前無線通信安全的短板。因此,為無線通信的物理層打造堅不可摧的保密技術是當前最迫切要解決的問題。物理層安全是信息論意義上的安全,與“計算上安全”不同,它無關竊聽者的計算能力。物理層保密通信技術通過利用合法信道和竊聽信道的差異性設計編碼方案和處理發(fā)射信號以保障私密信息傳輸的安全性。論文以多天線無線物理層保密傳輸技術為研究對象,系統(tǒng)地研究了其中兩種常用技術:安全波束形成（Secure Beaforming）和人工干擾（Artificial Jamming）。安全波束形成通過設計波束的方向在最大化合法接收機信號接收質量的同時,最小化泄露給竊聽者的私密信息,而人工干擾則通過發(fā)射干擾信號以降低竊聽者的信號接收質量。多天線系統(tǒng)包括多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）系統(tǒng)和協(xié)作系統(tǒng),其中協(xié)作系統(tǒng)一般被稱為虛擬MIMO系統(tǒng)。針對不同的多天線系統(tǒng)自身的特... 

【文章來源】：西安交通大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：155 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 物理層保密傳輸技術
        1.2.1 為什么選擇物理層安全
        1.2.2 物理層安全的基本理論
    1.3 多天線無線通信技術
        1.3.1 MIMO無線通信技術
        1.3.2 協(xié)作通信技術
    1.4 多天線物理層保密傳輸技術
        1.4.1 MIMO物理層保密傳輸技術
        1.4.2 協(xié)作物理層保密傳輸技術
        1.4.3 多天線物理層保密傳輸技術最新的研究進展概述
    1.5 論文的主要工作和內容安排
2 MIMO保密傳輸系統(tǒng)中信道訓練和反饋開銷優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)模型
        2.2.1 信道訓練和模擬反饋模型
        2.2.2 人工干擾輔助的保密傳輸技術
        2.2.3 系統(tǒng)可達的有效遍歷安全傳輸速率
    2.3 最大化有效遍歷安全傳輸速率的資源優(yōu)化分配策略
    2.4 仿真結果
    2.5 本章小結
    2.6 附錄
        2.6.1 定理2-1的證明
        2.6.2 定理2-2的證明
        2.6.3 定理2-3的證明
        2.6.4 定理2-4的證明
3 分布式天線系統(tǒng)中基于信道大尺度衰落信息的保密傳輸技術
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
    3.3 優(yōu)化問題描述
    3.4 遍歷安全傳輸速率最大化的功率分配優(yōu)化算法
    3.5 求解Max-Min優(yōu)化問題（3-25）的障礙法
    3.6 仿真結果
    3.7 本章小結
    3.8 附錄
        3.8.1 定理3-1的證明
        3.8.2 定理3-2的證明
        3.8.3 定理3-3的證明
        3.8.4 矩陣導數
4 譯碼轉發(fā)網絡中混合的機會中繼選擇和協(xié)作干擾的保密傳輸技術
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
    4.3 中繼選擇和功率分配的聯合優(yōu)化
        4.3.1 優(yōu)化問題建模
        4.3.2 迭代的功率分配優(yōu)化算法
    4.4 信道信息過期對系統(tǒng)安全性能的影響
    4.5 仿真結果
    4.6 本章小結
    4.7 附錄
        4.7.1 極值順序統(tǒng)計量的極限分布理論
        4.7.2 定理4-1的證明
        4.7.3 定理4-2的證明
5 放大轉發(fā)協(xié)作網絡中混合的協(xié)作轉發(fā)和協(xié)作干擾的魯棒聯合優(yōu)化設計
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型
    5.3 協(xié)作轉發(fā)和協(xié)作干擾的魯棒聯合設計
        5.3.1 問題描述
        5.3.2 低復雜度的聯合優(yōu)化方法
    5.4 仿真結果
    5.5 本章小結
    5.6 附錄
        5.6.1 定理5-1的證明
        5.6.2 引理5-3的證明
        5.6.3 定理5-2的證明
        5.6.4 最差的安全傳輸速率
6 SIMO竊聽信道中機會的干擾節(jié)點選擇方法
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)模型和假設
        6.2.1 系統(tǒng)模型
        6.2.2 機會的干擾節(jié)點選擇
        6.2.3 安全性能的度量標準
    6.3 平均安全吞吐量分析
        6.3.1 連接中斷概率分析
        6.3.2 安全中斷概率分析
        6.3.3 平均安全吞吐量最大化的選擇門限δ的優(yōu)化算法
    6.4 平均遍歷安全傳輸速率分析
        6.4.1 可達的平均遍歷安全傳輸速率
        6.4.2 平均遍歷安全傳輸率最大化的選擇門限δ的優(yōu)化算法
    6.5 仿真結果
    6.6 本章小結
    6.7 附錄
        6.7.1 泊松點過程的基本理論
        6.7.2 定理6-1的證明
        6.7.3 定理6-2的證明
7 結論與展望
    7.1 論文的工作總結
    7.2 論文的進一步研究方向
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]協(xié)作分集:一種新的空域分集技術[J]. 殷勤業(yè),張瑩,丁樂,孟銀闊.  西安交通大學學報. 2005(06)



本文編號：2981034