多天線抗竊聽傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展，多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）通信系統(tǒng)由于其優(yōu)越性，也越來越受到重視。然而多天線帶來的空間多樣性同時也會對MIMO系統(tǒng)的保密性能產(chǎn)生影響，在正常通信過程中如果存在竊聽方，那么如何降低或消除竊聽方所獲得的信息將是一個值得深入研究的問題。MIMO作為無線通信的主要技術(shù)，在軍用對抗中也十分關(guān)鍵，因此研究多天線傳輸技術(shù)的抗竊聽性能是相當(dāng)具有必要性和實用性的。MIMO通信

2、系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一是信道容量，其物理意義表示系統(tǒng)所能正確傳輸數(shù)據(jù)的最大速率。在本文對MIMO竊聽信道的研究中，采用保密率來作為通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)，其意義是正常的期望通信方與竊聽方的信息速率之差。而保密容量指的是正常的期望通信方與竊聽方的最大信息速率之差，其物理意義可以理解為傳輸保密數(shù)據(jù)的最大速率，保密數(shù)據(jù)指的是不被竊聽方所截獲的有用信息數(shù)據(jù)。
　　本文以最大化保密率為目標(biāo)，在MIMO竊聽信道通信中，利用多天線提供的空間自由度，

3、發(fā)端可以發(fā)送一部分人工干擾來降低竊聽端的信干噪比，從而取得更大的保密率。應(yīng)用這種策略，融合抗干擾與抗竊聽分析，在MIMO竊聽信道中，提出了一種波束成形與功率分配的次優(yōu)方案，并且與另一種基于廣義特征值分解的竊聽信道傳輸方案進行仿真對比。
　　本文內(nèi)容一共分為五章，具體安排如下所述：
　　第一章分析了當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，介紹了本文的研究意義，描述了本文主要的研究內(nèi)容，最后給出文章的結(jié)構(gòu)安排；
　　第二章對比分析了幾種已有的MI

4、MO竊聽信道通信方案，分析了以保密速率為優(yōu)化目標(biāo)的MIMO竊聽信道模型，提出了一種通過發(fā)送人工干擾來提升系統(tǒng)保密率的傳輸設(shè)計方法；
　　第三章首先提出了在經(jīng)典三方竊聽信道中再加入一個外來干擾方的信道模型，然后在考慮融合抗干擾的情況下，基于一般的注水功率分配算法，提出了一種減小有用信息傳輸時合法通信雙方所占用的子信道以增加人工干擾噪聲可用自由度的傳輸設(shè)計方案，從而可以提高系統(tǒng)的抗竊聽性能，最后仿真對比分析這種設(shè)計方案的保密率性能；<

5、br>　　第四章以優(yōu)化系統(tǒng)保密率為目標(biāo)，分析了將外來干擾換成協(xié)助干擾方的MIMO竊聽信道模型的保密率性能，與第三種不同之處是假設(shè)發(fā)送端能夠獲得竊聽信道信息，人工干擾噪聲不是由信號發(fā)送端發(fā)送，而是由協(xié)助干擾方來發(fā)送。首先分析了一種基于廣義特征值分解的波束成形和功率分配設(shè)計，然后提出了在給定總功率限定條件下，最大化保密率的波束成形和功率分配的一種次優(yōu)實現(xiàn)方案，使用數(shù)值仿真體現(xiàn)了本文提出的設(shè)計方案的抗竊聽性能改進，即本文方案在只限定總功率的情