基于竊聽信道模型的保密傳輸設(shè)計(jì)與性能分析.pdf

1、無線通信系統(tǒng)具有開放性，隨著通信業(yè)務(wù)逐漸豐富，信息安全事故頻繁發(fā)生。計(jì)算機(jī)性能在不斷提升，導(dǎo)致依賴于計(jì)算量和復(fù)雜度的上層安全措施越來越不可靠。于是，近年來物理層安全成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，其本質(zhì)思想是利用無線信道的特性設(shè)計(jì)編碼方案，使竊聽者無法獲取物理層信息。
　　MIMO技術(shù)被引入以增強(qiáng)物理層安全，以往關(guān)于保密性能的分析中，通常假設(shè)天線對(duì)之間的子信道相互獨(dú)立，這個(gè)前提條件不符合實(shí)際應(yīng)用情況。此外，在發(fā)送端，傳統(tǒng)的最優(yōu)TAS方案在服務(wù)多

2、用戶方面存在不足，并且天線利用率較低。本文基于竊聽信道模型，研究了傳輸系統(tǒng)的保密性能，工作如下：
　　1.介紹了竊聽信道模型，闡述了物理層安全的研究現(xiàn)狀。介紹了MIMO技術(shù)，解釋了天線相關(guān)性的成因。講述了利用特征函數(shù)法得到接收信噪比的統(tǒng)計(jì)分布。
　　2.設(shè)計(jì)了SIMO保密傳輸系統(tǒng)，假設(shè)信道衰落服從Nakagami-m分布，考慮接收天線相關(guān)性，研究了MRC接收機(jī)輸出信噪比的統(tǒng)計(jì)特性，借此分析了系統(tǒng)保密性能。MATLAB蒙特卡洛

3、仿真結(jié)果表明：（1）保密中斷概率的解析表達(dá)式精確可靠；（2）當(dāng)主信道的平均信噪比較大時(shí)，保密性能隨天線相關(guān)性的增大而降低；（3）當(dāng)主信道的平均信噪比較小時(shí)，情況與（2）相反；（4）增加接收天線的數(shù)目可提升保密性能。
　　3.依據(jù)次序統(tǒng)計(jì)原理提出了qth TAS方案，設(shè)計(jì)了MIMO保密傳輸系統(tǒng)，推導(dǎo)了qth TAS/co-MRC方案下接收信噪比的概率密度函數(shù)表達(dá)式，借此分析了系統(tǒng)保密性能。蒙特卡洛仿真結(jié)果表明：（1）qth TAS方