基于天線相關(guān)的MIMO竊聽信道安全性能分析.pdf

1、無線安全通信一直是人們所追求的目標(biāo)，但是，由于無線網(wǎng)絡(luò)的開放性和無線終端數(shù)目的急劇增加，人們很難防止竊聽者進行干擾和竊聽。近年來由于多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的廣泛使用，MIMO技術(shù)的安全問題在民用和軍用領(lǐng)域變得越來越突出。傳統(tǒng)的加密方法主要是在無線網(wǎng)絡(luò)上層進行加密的，同時假設(shè)物理層能夠提供很好的安全鏈接。作為上層加密方法的一種補充，本文是從物理層的角度去分析如何實現(xiàn)安全通信。與傳統(tǒng)的加密方法不同，無線通信物理層安全方法是

2、從信息論的角度出發(fā)，給出了在MIMO竊聽信道模型下實現(xiàn)安全傳輸?shù)目尚行?。MIMO系統(tǒng)中，由于天線的排列方式以及信號到達角度不同等因素都會影響天線之間的相關(guān)性，因此在設(shè)計系統(tǒng)時必須考慮天線相關(guān)性。本文主要研究了在MIMO竊聽信道下，發(fā)送者采用最優(yōu)階數(shù)傳輸天線選擇(TAS)和一般階數(shù)TAS，接收者和竊聽者采用最大比合并(MRC)時，天線相關(guān)性對系統(tǒng)安全性能的影響。論文的主要研究成果如下：
　　第一、分析了最優(yōu)階數(shù)TAS和MRC對MIM

3、O竊聽信道安全性能的影響，詳細研究了平坦 Nakagami-m衰落信道下系統(tǒng)的安全概率和中斷概率。
　　第二、分析了當(dāng)接收者和竊聽者采用MRC時，天線相關(guān)性對單輸入多輸出(SIMO)系統(tǒng)安全性能的影響。在MIMO竊聽信道下，當(dāng)發(fā)送者采用最優(yōu)階數(shù)TAS，接收者和竊聽者采用MRC時，通過推導(dǎo)系統(tǒng)安全概率和中斷概率，給出了接收者和竊聽者天線相關(guān)性對系統(tǒng)安全性能影響的理論表達式。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了一種漸進中斷概率表達式，該表達式更清楚地