極化碼是第一種低復(fù)雜度的、經(jīng)嚴(yán)格理論證明能夠達(dá)到信道容量的信道編碼技術(shù)。它具有近似線性的編譯碼復(fù)雜度和優(yōu)秀的誤碼率性能,并且已經(jīng)成為5G通信標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼方案之一。極化碼最初是針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道設(shè)計(jì)的,但隨著研究的推進(jìn),極化碼被證明在許多多用戶信道中也具有可達(dá)容量區(qū)域(或目前已知的最優(yōu)速率區(qū)域)的特性,例如多接入信道、廣播信道等。物理層安全也是目前通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的飛速提升,傳統(tǒng)基于計(jì)算復(fù)雜度的加密手段可能會(huì)面臨著巨大的考驗(yàn)。物理層安全是基于竊聽者對(duì)保密信息的疑義度,因此能夠在一定程度上保證信息的絕對(duì)安全。信道編碼作為通信系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán),在物理層安全中也能發(fā)揮重要的作用。本文研究極化碼在多用戶信道和物理層安全中的設(shè)計(jì),具體包括以下三個(gè)方面:·針對(duì)雙向竊聽信道,本文利用極化碼設(shè)計(jì)了一種低復(fù)雜度、滿足強(qiáng)保密準(zhǔn)則、可達(dá)整個(gè)(目前已知的最優(yōu))保密速率區(qū)域的編碼協(xié)作干擾方案。編碼協(xié)作干擾是一種高效的物理層安全手段,它的思想是通過精心設(shè)計(jì)的編碼,使兩個(gè)用戶在同時(shí)發(fā)送有用信息的過程中,其碼字間產(chǎn)生的干擾能最大化地阻止竊聽者獲取保密信息。本文通過嚴(yán)格的理論證明論證了所提出...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略語表
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 信道編碼的發(fā)展歷程
        1.1.2 多用戶信道中的極化碼
        1.1.3 物理層安全中的極化碼
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 存在竊聽的信道的極化碼設(shè)計(jì)
        1.2.2 干擾信道的極化碼設(shè)計(jì)
        1.2.3 認(rèn)知干擾信道中的保密通信
    1.3 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及內(nèi)容安排
        1.3.1 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
        1.3.2 內(nèi)容安排
第二章 極化碼的基本原理
    2.1 引言
    2.2 信源編碼中的極化碼設(shè)計(jì)
    2.3 任意離散無記憶信道的極化碼設(shè)計(jì)
    2.4 多接入信道的極化碼設(shè)計(jì)
    2.5 竊聽信道的極化碼設(shè)計(jì)
    2.6 多用戶信道中的鏈?zhǔn)骄幋a方法
第三章 雙向竊聽信道的保密極化碼設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 信道模型
        3.2.2 編碼協(xié)作干擾技術(shù)
        3.2.3 保密速率區(qū)域
    3.3 一般信道下的強(qiáng)保密極化碼設(shè)計(jì)
        3.3.1 合法信道的極化
        3.3.2 竊聽信道的極化
        3.3.3 方案細(xì)節(jié)
        3.3.4 性能分析
    3.4 存在退化關(guān)系的特殊情況下的簡(jiǎn)化方案
    3.5 例子:二元擦除雙向竊聽信道
    3.6 本章小結(jié)
第四章 干擾信道的極化碼設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
        4.2.1 信道模型
        4.2.2 Han-Kobayashi速率區(qū)域
    4.3 干擾信道的異構(gòu)疊加編碼設(shè)計(jì)
        4.3.1 部分聯(lián)合譯碼
        4.3.2 等效多接入信道
        4.3.3 方案的總體思路
    4.4 方案細(xì)節(jié)
        4.4.1 公有信息編碼
        4.4.2 私有信息編碼
        4.4.3 譯碼方案
        4.4.4 碼的構(gòu)造
    4.5 性能分析
        4.5.1 可達(dá)速率區(qū)域
        4.5.2 變差距
        4.5.3 錯(cuò)誤概率
        4.5.4 復(fù)雜度
    4.6 推廣到干擾網(wǎng)絡(luò)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 認(rèn)知干擾信道的極化碼設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 信道模型
        5.2.2 可達(dá)速率區(qū)域
    5.3 認(rèn)知干擾信道的保密極化碼設(shè)計(jì)
        5.3.1 公有信息編碼
        5.3.2 私有信息和保密信息編碼
        5.3.3 信道前綴
        5.3.4 譯碼
    5.4 性能分析
        5.4.1 變差距
        5.4.2 錯(cuò)誤概率
        5.4.3 保密性
        5.4.4 可達(dá)速率區(qū)域
    5.5 本章小結(jié)
全文總結(jié)
附錄A 第三章相關(guān)證明
    A.1 引理 3.1 的證明
    A.2 引理 3.2 的證明
    A.3 引理 3.3 的證明
附錄B 第四章相關(guān)證明
    B.1 定理 4.3 的證明
    B.2 引理 4.4 的證明
    B.3 引理 4.5 的證明
    B.4 引理 4.6 的證明
    B.5 引理 4.7 的證明
附錄C 第五章相關(guān)證明
    C.1 引理 5.3 的證明
    C.2 引理 5.4 的證明
    C.3 引理 5.5 的證明
    C.4 引理 5.6 的證明
    C.5 引理 5.7 的證明
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀學(xué)位期間參與的項(xiàng)目



本文編號(hào)：3823974