安全性能是無線通信系統(tǒng)的一項重要指標。傳統(tǒng)的加密安全傳輸技術(shù)是在系統(tǒng)上層先對信息進行加密處理,然后通過無線信道傳輸?shù)侥繕擞脩�。但由于無線信號的廣播傳輸特性,竊聽者很容易竊聽到加密后的無線信號并采用高性能的計算機進行破解。因此,傳統(tǒng)的加密安全傳輸技術(shù)仍然存在安全隱患。物理層安全技術(shù)是利用信道特征實現(xiàn)安全無線通信,無需在系統(tǒng)上層對信息進行加密。由于低頻段頻譜資源枯竭,新一代無線通信系統(tǒng)為滿足更寬帶寬和更高速率需求,載波頻率朝著更高頻的毫米波頻段發(fā)展已成必然。通信頻段的升高,引起了信道特性的變化。毫米波路徑損耗大、反射能力強、衍射能力弱的獨特信道特性使得無線通信方式從單天線向大規(guī)模天線陣列波束成形轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生物理層安全領(lǐng)域研究的新挑戰(zhàn)。雖然陣列天線數(shù)量的增加提升了毫米波波束的物理層安全性能,但當竊聽者的接收增益無限增加或者竊聽者處于波束傳播的主瓣方向時,物理層安全技術(shù)仍然會失效。因此,研究解決旁瓣區(qū)域敏感竊聽問題和波束主瓣竊聽問題對提升毫米波波束成形傳輸系統(tǒng)的物理層安全性能有重要的意義。為此,本文針對傳統(tǒng)波束旁瓣區(qū)域的敏感竊聽難題和波束主瓣竊聽難題,通過開拓相控天線陣列的幅度、頻率和相位自由度... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１無線廣播通信示意圖??目前，解決私密信息無線傳輸過程中安全問題的技術(shù)主要有兩類分別是??１??

第二章研究基礎(chǔ)??第二章研究基礎(chǔ)??２．?１物理層安全無線傳輸模型??＋?？讀—解調(diào)—２１丨??發(fā)射星座?－．ｙｔＴＵＺｌＵ???丨腿?ｉ??「?；—■；?；?；?Ｉ?Ｎｒｂ?ｉ??！?｜私密Ｈ基帶［ｊＪ天線（＾：：：少’?ｉ?°?ｉ??！信息?調(diào)制?陣列＆？？？??ｉ?Ａ－１．．１，．?Ｎｆ．．?｜?天線信息！??＼?陣列?Ｍ?還原；??星座?｜?Ｎｒｅ?Ｅｖｅ??ｌ?ｊ??圖２－１物理層安全無線傳輸模型??物理層安全傳輸模型圖如圖２－１所示，假設(shè)存在三個用戶，分別是發(fā)射用戶??（Ａｌｉｃｅ）、目標接收用戶（Ｂｏｂ）和竊聽者（Ｅｖｅ）。私密信息從Ａｌｉｃｅ發(fā)射給Ｂｏｂ，??Ｅｖｅ是主動的竊聽者，可以通過自由選擇最佳接收位置和無限增加接收設(shè)備增益??等措施提升竊聽效果。Ａｌｉｃｅ知道Ｂｏｂ的具體位置，但不知道Ｅｖｅ的位置信息。??Ａｌｉｃｅ采用物理層安全傳輸技術(shù)提升Ｂｏｂ的接收信噪比并抑制Ｅｖｅ的信干噪比。??假設(shè)發(fā)射和接收之間采用大規(guī)模多輸入多輸出天線陣列，發(fā)射端的天線數(shù)量??為化，目標接收端天線為，竊聽接收端的天線為／ＶＲＥ。如果基帶調(diào)制后的信??號為Ｘ，其數(shù)學(xué)期望Ｅ［Ｗ２］?＝?１，發(fā)射功率為／Ｖ，則接收信號為??ｙｔ?＝?ｙｆＰ＾ＢｉＸ?＋?ｒ］ｈ?（２－１）??式中，ｉ?ｅ?［Ｂｏｂ，Ｅｖｅ］，代表目標用戶或者竊聽用戶的信號。７７代表加性高斯白噪聲??（Ａｄｄｉｔｉｖｅ?Ｗｈｉｔｅ?Ｇａｕｓｓｉａｎ?Ｎｏｉｓｅ，ＡＷＧＮ），其均值為０，方差為彳。民為發(fā)射和??接收的波束成形系數(shù)。在傳統(tǒng)的波束成形技術(shù)中，Ａ為實數(shù)，通過提升波束主瓣??增益和抑制

ａ（０）?＝?ｅＪ￣２ｘ?￣ｃｏｓｅ＞ｅ］￣￣２Ｘ—ｃｏｓｅ，：．，ｅ?￣ｃｏｓｅ?？?（２－８）??由于毫米波的直射路徑信號非常強，而反射路徑信號非常弱，多徑傳播中反??射路徑信號至少比直射路徑信號衰減了?２０ｄＢ［９６］，可以忽略反射路徑信號的影響，??只考慮直射路徑信號。直射路徑的信道模型可以表示為??ｈ（０）?＝?ＰＬ（Ｒ）ａ（９）．?（２－９）??２．?３傳統(tǒng)波束旁瓣抑制的物理層安全傳輸技術(shù)??基帶調(diào)制??〇??〇??〇??〇??〇??〇??相控陣列??圖２－２傳統(tǒng)波束成形技術(shù)結(jié)構(gòu)圖??毫米波無線通信系統(tǒng)用波束成形技術(shù)補償高頻路徑損耗。在天線陣列上同時??發(fā)射多路攜帶相同信息的信號，實現(xiàn)多路信號在目標方向區(qū)域有效疊加形成波束??主瓣和在非標目標方向區(qū)域相互抵消形成波束旁瓣。根據(jù)波束成形技術(shù)所處的位??置，可以分為發(fā)射波束成形、接收波束成形和發(fā)射接收波束成形三種［９７］。本文主??要研究發(fā)射波束成形技術(shù)，采用物理層安全傳輸方案，把私密信息安全輸送到目??標用戶。發(fā)射端采取的各項物理層安全措施，針對的都是各個潛在的竊聽者，對??１２??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]存在信道誤差的無線通信系統(tǒng)的穩(wěn)健信號處理方法[D]. 馬帥.西安電子科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]協(xié)作波束成形與多中繼物理層安全[D]. 盧冰冰.山東大學(xué) 2015



本文編號：3342695