退化竊聽信道中Polar碼的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、由于Polar碼是理論上能夠達(dá)到香農(nóng)限的信道編碼，自2007年提出以來(lái)，成為信息理論界的研究熱點(diǎn)。通過(guò)信道極化，比特信道趨于兩種狀態(tài)，即無(wú)噪比特信道和全噪比特信道，Polar碼的構(gòu)造就是選擇無(wú)噪比特信道來(lái)傳輸信息，而將全噪比特信道作為凍結(jié)位，這樣既可提高傳輸速率又保證可靠性。Wyner竊聽信道是實(shí)現(xiàn)安全通信的方法之一。論文主要將Polar碼與竊聽信道相結(jié)合，對(duì)退化竊聽信道中Polar碼編碼進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　論文首先研究了退化竊

2、聽信道中基于Polar碼編碼加密優(yōu)化問(wèn)題，把加密的思想引入到基于竊聽信道的Polar碼構(gòu)造中。已有的退化竊聽信道Polar碼編碼方案中，系統(tǒng)的傳輸速率可接近安全容量，但與主信道的信道容量還有很大差距。論文提出了一種融入加密思想的退化竊聽信道Polar碼編碼優(yōu)化設(shè)計(jì)。方案中，先在Bob是無(wú)噪而Eve是全噪的比特信道傳輸密鑰；然后把加密后的信息通過(guò)主信道的無(wú)噪比特信道來(lái)傳輸；接收方Bob在收到加密信息后，通過(guò)密鑰解密，得到傳輸?shù)男畔?；而Ev

3、e由于沒(méi)有密鑰所以獲得不到任何信息。數(shù)值仿真表明：當(dāng)主信道SNR=2dB時(shí)，原方案?jìng)鬏斔俾蕿?.2bit/Sys，新方案的傳輸速率為0.58bit/Sys；當(dāng)主信道SNR=9dB時(shí)，原方案?jìng)鬏斔俾蕿?.52bit/Sys，新方案的傳輸速率為0.89bit/Sys。與原方案相比，新方案提高了系統(tǒng)傳輸速率，降低了系統(tǒng)的誤碼率，同時(shí)保證了通信的安全。
　　論文進(jìn)一步研究了退化竊聽信道基于Polar碼編碼速率兼容優(yōu)化設(shè)計(jì)。隨著無(wú)線通信的不

4、斷發(fā)展，通信系統(tǒng)在不同信道條件下通常采用不同的編碼速率，所以信道編碼必須具備碼率自適應(yīng)的功能，其中刪余是實(shí)現(xiàn)碼率自適應(yīng)的有效方式。在已有的退化竊聽信道Polar碼編碼方案中，系統(tǒng)的碼率較低，在此基礎(chǔ)上論文研究了退化竊聽信道中的刪余Polar碼，設(shè)計(jì)出適用于Polar碼的刪余矩陣，并應(yīng)用于退化竊聽信道的Polar碼的編碼中。數(shù)值仿真表明：當(dāng)主信道SNR=2dB時(shí)，不刪余時(shí)傳輸速率約為0.2bit/Sys，刪掉32位時(shí)傳輸速率為0.23bi