物理层安全传输中的信道信息反馈技术

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:axjlzpf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线物理层安全传输技术利用物理层特性来设计有效的安全传输策略,为解决通信安全问题提供了一种新的思路,具有广阔的应用前景与研究价值。人工噪声辅助策略是物理层安全传输中的重要方法,这种策略不需要窃听信道的先验信息,因而受到了广泛关注。  人工噪声辅助策略实现的性能好坏依赖于发送端获取合法信道的信道状态信息(ChannelStateInformation,CSI)精确度,发送端获取CSI的一种实用方法是有限反馈技术。简单高效的CSI反馈策略是物理层安全传输技术实用化的关键。本文针对人工噪声辅助策略中的CSI反馈技术展开研究,旨在分析有限反馈对人工噪声策略安全性能的影响、设计一套有效的有限反馈协议、搭建一个基于有限反馈和人工噪声辅助的实用化物理层安全传输系统。  首先,论文总结了CSI反馈技术的研究现状,阐述了有限反馈的基本原理,分析了非理想信道反馈对人工噪声辅助策略安全性能的影响。  其次,论文研究了基于随机矢量量化(RandomVectorQuantization,RVQ)码本反馈下的反馈比特数问题。利用RVQ码本量化误差的统计特性,推导出基于RVQ码本反馈下多输入单输出(Multiple-Input-Single-Output,MISO)系统采用人工噪声策略时的遍历保密容量损失上限,依据此上限求得满足一定遍历保密容量损失的最小反馈比特数,提出了一种反馈比特数调整策略。仿真验证了所提出的反馈比特数调整策略的正确性。为保持恒定的遍历保密容量损失,反馈比特数应随对数信噪比及(Nt-1)线性变化(Nt为发送天线数)。现有研究没有考虑低信噪比的情况,而本文提出的方法适用于各种信噪比情况,是对现有研究的修正和完善。  再次,论文研究了非理想信道估计与码本反馈对人工噪声策略安全性的影响。在信道估计误差与码本量化误差的联合作用下,推导出了系统遍历保密容量下限的闭合表达式,并进行了仿真验证。进一步,基于推导的遍历保密容量下限,求得信号与人工噪声最优功率分配因子的一个次优解。仿真表明,当按照本文推导的次优解进行功率分配时,系统能达到较好的安全性能。在码本反馈下,随着信噪比的增大,最优功率分配因子呈先下降再上升的趋势;并且反馈比特数越大,最优功率分配因子越接近理想反馈下的情况。  最后,根据系统性能指标要求,设计了一套基于有限反馈和人工噪声辅助安全传输系统。在充分理解有限反馈协议对系统安全性能影响的基础上,合理设计了码本、反馈比特数、导频序列长度等。基于有限反馈协议下突发通信模式的特点,本文合理设计了同步算法,并搭建了仿真平台。仿真表明,本文设计的基于有限反馈和人工噪声辅助传输算法可以严重恶化窃听者的接收性能,同时保证合法接收者有较好的接收性能,可以提供一定的安全性。
其他文献
胡耀邦同志在党的十二大报告中指出:“我们在建设高度物质文明的同时,一定要努力建设高度的社会主义精神文明。这是建设社会主义的一个战略方针问题。”又说:“社会主义精神
2019年5月31日,河南省优秀学者获得者、河南师范大学教授,硕士生导师吉灿忠带领2名研究生就筹备“河南省武术数字化博物馆”所需的文字和视频资料采访原新乡市体委副主任及党支部委员张兴华。少林与太极杂志社总编辑赵国华带领团队受邀采访。新乡市武术运动协会主席冯春亮(形意拳代表传人)及新乡市武术运动协会顾问郑文清(河南省姜家拳单项拳种研究会会长、姜家拳代表传人)、路全振(河南省岳家拳文化研究会会长、岳家
期刊
不断涌现的新型无线通信技术和爆发式增长的移动用户设备要求未来通信网络可以提供更高的网络容量。同时,移动用户无线业务种类以及对高速率数据传输需求的激增,使得频谱资源的
五月春深,宜酝新酿!rn5月7日上午,中原武术文化对外交流座谈研讨会在郑州举行.在河南省体育局会议室,为中原武术酝酿这坛新酒的人们围坐一周,面对面敞开话题,针就中原武术的
期刊
本文主要对细胞自动机的基本理论、利用细胞自动机构造密码的各种方式及其安全性进行了研究。文章首先介绍了序列密码及细胞自动机的相关知识;然后对一类简单的加法细胞自动机
该文研究了移动政务平台—TETRA数字集群系统的安全性,重点研究了双向鉴权机制、空中接口加密、端到端加密以及密钥分配等问题.移动政务各类业务的开展还需要公钥基础设施PKI
随着安全通信数据速率的提高,关键数据加密算法的软件实施成为重要的系统瓶颈。基于FPGA的高度优化的可编程的硬件安全性解决方案提供了并行处理能力,并且可以达到所要求的加
5月9日上午,国家级非物质文化遗产项目——太极拳文化交流活动在山西太原杏花岭区域党群服务中心隆重举行。活动的宗旨是:“交流、包容、并进。”河南省陈式太极拳协会监事、陈式太极拳宗师陈照丕的嫡孙陈茂林弟子和太极拳爱好者一行8人特邀参加,并与山西国家非物质文化遗产太极项目王其和太极拳的传承人王作文切磋拳艺,共享太极文化及共商新时代太极拳创新发展方向。   现场,来自山西太原拳友100余人参加了交流活动,
期刊
直销行业的快速增长吸引了不少资本的目光。继大众耳熟能详的“安利”“雅芳”“如新”等直销品牌后,越来越多的本土直销品牌亦如雨后春笋般涌现。  山东的直销企业更是在数量及销量上名列前茅,截至目前,已经有12家企业获直销牌照,还有四家企业正在申请中。越来越多的山东企业挂牌直销,不仅是山东直销环境好,更是与企业的转型升级及其战略布局有关。  好当家海参的转型之路  2月3日,国家商务部官网公告,山东好当家
该文在认真总结和分析该领域已有成果的基础上,针对上面所提到的这些缺陷,对可验证秘密分享及其应用做了进一步的研究,主要取得了以下研究成果:1.在安全高效的门限VSS方案的