隨著無線通信技術(shù)近年來迅速發(fā)展,通信服務(wù)的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速度不斷地得到提升。安全問題依舊是無線通信理論的一個重要問題。物理層安全根據(jù)無線信道的特性,以信息論的角度,從底層提高系統(tǒng)的安全性能。但隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的增大,傳統(tǒng)的基于安全速率的物理層安全機制難以提供有效方案。本文主要針對蜂窩網(wǎng)中多天線輸入多天線輸出（Multiple-input Multiple-output,MIMO）下行鏈路,提出基于均方誤差（Mean Square Error,MSE）的物理層安全機制,有效的利用了設(shè)備到設(shè)備技術(shù)（Device-to-device,D2D）以及中繼節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)的影響,在保證各自傳輸質(zhì)量同時,充分提高了整個網(wǎng)絡(luò)的物理層安全性能。傳統(tǒng)的物理層安全預(yù)編碼方案根據(jù)可達安全速率計算無線系統(tǒng)的安全極限時,其計算復(fù)雜度很高,對于存在協(xié)作節(jié)點的MIMO復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)更是難以實現(xiàn),安全性能不能得到保障。均方誤差作為估計理論中的常用指標,計算復(fù)雜度低且處理方便。本文將安全理論與估計理論聯(lián)系起來,證明了可達安全速率（互信息的差）與MSE的關(guān)鍵聯(lián)系,即可達安全速率等于竊聽端MSE與目標接收端MSE一種特殊差的積分或某條件下... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 預(yù)編碼技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 物理層安全技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 預(yù)編碼與物理層安全的基本理論
    2.1 預(yù)編碼設(shè)計理論
        2.1.1 MIMO預(yù)編碼設(shè)計基礎(chǔ)
        2.1.2 凸優(yōu)化問題的理論基礎(chǔ)
    2.2 物理層安全的基本理論
        2.2.1 可達安全速率
        2.2.2 均方誤差的理論基礎(chǔ)
        2.2.3 物理層安全中的節(jié)點協(xié)作理論
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于均方誤差與互信息關(guān)系的MIMO線性預(yù)編碼研究
    3.1 引言
    3.2 多天線下行鏈路系統(tǒng)模型
    3.3 互信息及可達安全速率與MSE之間關(guān)系的推導(dǎo)
        3.3.1 均方誤差
        3.3.2 均方誤差與互信息兩者關(guān)系
        3.3.3 均方誤差與可達安全速率的關(guān)系
    3.4 基于均方誤差與互信息關(guān)系的MIMO預(yù)編碼設(shè)計方法
        3.4.1 預(yù)編碼的設(shè)計與優(yōu)化
        3.4.2 預(yù)編碼的半正定松弛求解過程
    3.5 基于MSE與互信息關(guān)系的預(yù)編碼方案的性能分析
        3.5.1 傳統(tǒng)的線性預(yù)編碼設(shè)計
        3.5.2 算法的仿真與分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于D2D的 MIMO下行鏈路物理層安全研究
    4.1 引言
    4.2 基于D2D的多天線下行鏈路系統(tǒng)模型
    4.3 基于D2D的可達安全速率與MSE之間關(guān)系的推導(dǎo)
        4.3.1 可達安全速率與均方誤差
        4.3.2 可達安全速率與均方誤差的關(guān)系
    4.4 基于D2D的 MIMO下行鏈路預(yù)編碼方案
        4.4.1 基于D2D的 MIMO預(yù)編碼設(shè)計及求解
        4.4.2 D2D的接入控制和功率控制
    4.5 基于D2D的 MIMO下行鏈路預(yù)編碼方案的性能分析
        4.5.1 算法的仿真與分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于D2D與中繼的下行鏈路物理層安全研究
    5.1 引言
    5.2 基于D2D且中繼不存在直達路徑的下行鏈路預(yù)編碼設(shè)計
        5.2.1 無直達路徑的中繼協(xié)作蜂窩網(wǎng)下行鏈路模型
        5.2.2 協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中的可達安全速率與均方誤差
        5.2.3 協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)編碼方案的設(shè)計及求解
    5.3 基于D2D且中繼存在直達路徑的下行鏈路預(yù)編碼設(shè)計
        5.3.1 包含直達路徑的中繼協(xié)作蜂窩網(wǎng)下行鏈路模型
        5.3.2 預(yù)編碼方案的設(shè)計及求解
    5.4 算法的仿真與分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3713447