基于频控阵的物理层安全关键技术研究
发布时间：2022-01-17 03:51
无线通信已逐步迈进5G时代。5G使万物互联成为可能的同时也给信息安全带来了巨大的挑战。近年来,物理层安全方法在信息安全的研究中开始扮演着越来越重要的角色。与传统基于密钥交换的加密机制不同,物理层安全利用无线信道的固有属性来保证信息安全传输。定向调制（Directional Modulation,DM）技术以其可以定向地发送保密信息确保信息安全而备受关注。但以传统相控阵（Phased-array,PA）为核心的DM技术只能在方位上确保信息安全,而在距离维上无法增强系统安全性。频控阵（Frequency Diverse Array,FDA）的出现有效地解决了这个问题。频控阵以其能够产生同时具有方位和距离相关性的波束方向图,在雷达、物理层安全通信等领域有着潜在的应用。本文以频控阵DM技术为核心在物理层安全通信领域开展了相关的理论研究,具体研究内容如下:（1）提出了衰落信道中基于频控阵的物理层安全通信方案:衰落是无线信道的一种固有特性,在衰落信道中开展频控阵物理层安全的研究具有重要意义。针对频控阵相关研究中接收信号时变性的问题,本文提出了一种接收信号处理方法,这种方法能够有效地解决接收信号的时...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 物理层安全的研究现状
1.2.1 基于信息论的物理层安全
1.2.2 基于信号处理的物理层安全
1.3 本文研究内容和创新点
1.4 本文的组织结构
1.5 本章小结
第二章 基础理论及相关研究
2.1 引言
2.2 窃听信道和物理层安全基础
2.3 安全性能指标
2.3.1 安全速率/容量
2.3.2 安全中断概率
2.3.3 安全吞吐量
2.4 人工噪声技术
2.5 定向调制及其在物理层安全中的应用
2.5.1 信道模型
2.5.2 仿真结果及分析
2.6 频控阵基本原理
2.7 矩母函数及其在通信中的应用
2.8 本章小结
第三章 瑞利衰落信道中基于频控阵的物理层安全通信
3.1 引言
3.2 信道模型
3.2.1 接收信号处理
3.2.2 信道模型描述
3.3 安全容量
3.3.1 准备工作
3.3.2 平均安全容量分析
3.3.3 平均安全容量渐近分析
3.4 安全中断性能
3.4.1 非零安全容量概率分析
3.4.2 安全中断概率分析
3.4.3 安全中断概率渐近分析
3.5 仿真结果及分析
3.6 本章小结
第四章 基于人工噪声协助的频控阵物理层安全通信
4.1 引言
4.2 信道模型
4.3 平均安全容量
4.4 安全中断性能
4.4.1 窃听区域分析
4.4.2 非零安全容量概率分析
4.4.3 安全中断概率分析
4.5 安全吞吐量分析
4.6 仿真结果及分析
4.7 本章小结
第五章 基于频控阵DF中继的SWIPT物理层安全通信
5.1 引言
5.2 总体信道模型
5.3 时隙转换(TS)中继方案
5.3.1 TS方案系统描述
5.3.2 TS方案遍历安全容量
5.4 功率分割(PS)中继方案
5.4.1 PS方案系统描述
5.4.2 PS方案遍历安全容量
5.5 仿真结果及分析
5.6 本章小结
第六章 基于频控阵伪装欺骗的物理层安全通信
6.1 引言
6.2 信道模型
6.3 安全性能
6.3.1 平均安全速率分析
6.3.2 连接中断概率分析
6.3.3 安全中断概率分析
6.3.4 安全吞吐量分析
6.4 仿真结果及分析
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]窃听多天线的多用户调度安全性能分析[J]. 冯友宏,岳雪峰,杨志,王启蒙,李琦琦. 无线电通信技术. 2018(03)
[2]频控阵雷达:概念、原理与应用[J]. 王文钦,邵怀宗,陈慧. 电子与信息学报. 2016(04)
[3]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]未来无线通信中基于物理信道的安全技术研究[D]. 唐杰.电子科技大学 2018
[2]频率分集阵列雷达运动目标检测方法研究[D]. 许京伟.西安电子科技大学 2015
本文编号：3593988
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 物理层安全的研究现状
1.2.1 基于信息论的物理层安全
1.2.2 基于信号处理的物理层安全
1.3 本文研究内容和创新点
1.4 本文的组织结构
1.5 本章小结
第二章 基础理论及相关研究
2.1 引言
2.2 窃听信道和物理层安全基础
2.3 安全性能指标
2.3.1 安全速率/容量
2.3.2 安全中断概率
2.3.3 安全吞吐量
2.4 人工噪声技术
2.5 定向调制及其在物理层安全中的应用
2.5.1 信道模型
2.5.2 仿真结果及分析
2.6 频控阵基本原理
2.7 矩母函数及其在通信中的应用
2.8 本章小结
第三章 瑞利衰落信道中基于频控阵的物理层安全通信
3.1 引言
3.2 信道模型
3.2.1 接收信号处理
3.2.2 信道模型描述
3.3 安全容量
3.3.1 准备工作
3.3.2 平均安全容量分析
3.3.3 平均安全容量渐近分析
3.4 安全中断性能
3.4.1 非零安全容量概率分析
3.4.2 安全中断概率分析
3.4.3 安全中断概率渐近分析
3.5 仿真结果及分析
3.6 本章小结
第四章 基于人工噪声协助的频控阵物理层安全通信
4.1 引言
4.2 信道模型
4.3 平均安全容量
4.4 安全中断性能
4.4.1 窃听区域分析
4.4.2 非零安全容量概率分析
4.4.3 安全中断概率分析
4.5 安全吞吐量分析
4.6 仿真结果及分析
4.7 本章小结
第五章 基于频控阵DF中继的SWIPT物理层安全通信
5.1 引言
5.2 总体信道模型
5.3 时隙转换(TS)中继方案
5.3.1 TS方案系统描述
5.3.2 TS方案遍历安全容量
5.4 功率分割(PS)中继方案
5.4.1 PS方案系统描述
5.4.2 PS方案遍历安全容量
5.5 仿真结果及分析
5.6 本章小结
第六章 基于频控阵伪装欺骗的物理层安全通信
6.1 引言
6.2 信道模型
6.3 安全性能
6.3.1 平均安全速率分析
6.3.2 连接中断概率分析
6.3.3 安全中断概率分析
6.3.4 安全吞吐量分析
6.4 仿真结果及分析
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]窃听多天线的多用户调度安全性能分析[J]. 冯友宏,岳雪峰,杨志,王启蒙,李琦琦. 无线电通信技术. 2018(03)
[2]频控阵雷达:概念、原理与应用[J]. 王文钦,邵怀宗,陈慧. 电子与信息学报. 2016(04)
[3]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]未来无线通信中基于物理信道的安全技术研究[D]. 唐杰.电子科技大学 2018
[2]频率分集阵列雷达运动目标检测方法研究[D]. 许京伟.西安电子科技大学 2015
本文编号：3593988
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3593988.html
