【摘 要】
:
多天线技术的研究为物理层安全(Physical layer security,PLS)的发展带来了机遇。除了为无线通信提供了丰富的物理信道资源外,多天线技术中的预编码、天线选择、波束成形(Beamforming,BF)等技术的使用也大大改善了通信双方的通信质量,为“主信道好于窃听信道”提供了条件。如果一个信源配备了多个天线,利用多天线提供的空间自由度,使信号在窃听通道的零空间中传输,即使拦截距离很
论文部分内容阅读
多天线技术的研究为物理层安全(Physical layer security,PLS)的发展带来了机遇。除了为无线通信提供了丰富的物理信道资源外,多天线技术中的预编码、天线选择、波束成形(Beamforming,BF)等技术的使用也大大改善了通信双方的通信质量,为“主信道好于窃听信道”提供了条件。如果一个信源配备了多个天线,利用多天线提供的空间自由度,使信号在窃听通道的零空间中传输,即使拦截距离很短,窃听者也获取不到任何信息。本文主要针对基于天线阵列的物理层安全技术进行了仿真和实现。其中,包括对基于相控阵(Phased array,PA)的角度域物理层安全技术的改进和范围域物理层安全系统的基带实现,以及在该系统的基础上,结合阵列技术得到了基于空间位置点安全通信的仿真结果。本文首先对基于相控阵的角度域物理层安全进行了研究,提出了一种基于天线子集的方向调制技术(Antenna subset directional modulation,ASDM)。虽然传统的天线子集调制(Antenna subset modulation,ASM)技术的计算复杂度低于传统的方向调制(Directional modulation,DM)且ASM的动态干扰提供了更好的安全性,但其误码率性能却不及DM。基于此,本文提出的基于天线子集的方向调制技术能在保证高安全性的同时提升误码率性能。此外,本文从原理上分析了该技术与传统BF、ASM和DM的相似之处和区别,并指出与传统DM和ASM相比所具有的优势:与传统ASM技术相比,该技术能在误码率性能上更优于传统ASM;同时该技术在具体参数设置下可以被视为一种特殊的DM,在达到与传统DM相当的误码率性能的同时获得天线权值自由度(在非期望方向上造成动态干扰从而提升安全性能),并在期望方向不断变化的应用中具有比传统DM更低的计算复杂度。最后还在所提ASDM技术的基础上,通过天线子集择优的方式进一步提升误码率的性能,且仿真结果表明天线子集数目越少时性能提升效果越明显。更进一步,为了能够克服时变性且实现范围域的物理层安全,本文在频控阵(Frequency diverse array,FDA)单天线多载波结构的基础上,搭建并基带实现了一套物理层安全系统。该系统能够实现范围域物理层安全,同时对该系统进行了LoS和NLoS多径环境的测试和验证,得到了和仿真相吻合的结果。具体地,在合法位置能接收到正确的星座图,而远离合法位置,接收星座图恶化且性能较差,从而保障了发射机与合法位置接收机的安全通信。最后还将该系统与阵列技术相结合,仿真表明结合后的系统能够实现基于空间位置点的物理层安全通信。
其他文献
目前,各大银行在激烈的行业竞争中为争得更大的用户群体,扩大银行的业务范围,提高行业产品的品牌知名度,纷纷推出满足不同人群需求的个性化银行卡产品—定制银行卡。然而在营销过程中一些问题逐渐显露放缓了定制银行卡产品进一步营销推广,如何解决问题,改进定制银行卡产品营销策略成为了银行关心的重点。本文以HF银行定制心怡卡产品为典型案例,结合国内外文献资料,以营销市场环境理论、市场营销组合理论和STP市场定位理
未来移动通信系统中,毫米波频段以上的高频段通信可以提供较6 GHz以下频段更高的数据速率、更大的传输带宽,具有极大的应用潜力。然而,高频段通信面临包括从波形设计到克服硬件损伤等诸多技术挑战。一方面从5G(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)到6G(6th Generation Mobile Communication Technolo
2019年底新型冠状病毒肺炎疫情的爆发对中国居民的生命健康造成了巨大的损失。应急医疗资源是处理突发公共卫生事件关键的物质基础和保障之一。随着疫情的发展,紧急医疗用品严重短缺逐渐成为影响疫情防控进展的主要因素之一。虽然自2003年SARS爆发至今,中国一直在努力提高迅速处理突发公共卫生事件的能力,但应急医疗储备物资保障方面仍存在不足。健全应急储备物资体系是突发公共卫生事件管理的关键,医疗应急资源的统
我国老龄化问题不断加剧,导致养老需求和养老服务压力不断增加,而随着互联网等信息技术的发展,以及与养老服务的融合,“智慧养老”服务模式便应运而生,并为缓解现代社会养老压力提供了有效助力。政府是实施和推广智慧养老服务的主导者,因此在推进智慧养老服务健康有序发展、满足老年人不同层次的需求、提高老年人晚年生活品质中发挥着重要作用。本文以公共产品理论、新公共管理理论以及福利多元主义理论等为指导,结合文献研究
毫米波通信以其丰富的频谱,成了缓解频率资源高度拥塞的关键技术,从而满足高数据速率通信的需求,在未来无线通信系统中发挥重要作用。因此毫米波通信技术受到很多研究者的关注。但是,由于无线系统的开放性,无线系统的安全性面临严峻挑战。传统方法通过利用网络层及以上的密钥加密技术实现保密通信,但是随着计算能力的提高,其基于密钥加密技术的传统技术时刻面临着被破解的风险。物理层安全技术不依赖密钥,并且使得安全关口前
当前在互联网环境下,公共突发事件和网络舆情往往伴随发生,并且相互作用、共同演化,网络舆情如果不能得到有效治理,有可能引发新的社会事件,从而带来叠加风险。因此,需要将应急管理和网络舆情治理的理论与实践有效融合,一方面将网络舆情治理纳入到应急管理的统筹考虑,另一方面在现实世界的应急管理过程中,也需要充分考虑网络环境的信息因素。当前网络舆情生态的重要特征就是信息供给主体的多元性和复杂性,这种特性在公共突
我国行政审批制度经历近半个世纪的改革和发展,行政审批服务模式逐渐向以运用互联网思维和信息化技术持续完善政府职能、创新审批服务方式、加强公共服务能力的新型行政审批服务模式转变,信息化已是包括行政审批制度在内的国家行政管理体系和公共管理能力现代化的关键。然而,行政审批信息化建设经过长期探索和发展,其存在问题和不足逐渐显现,已在审批服务方式创新、公共服务效能优化、智能化政府建设和经济社会发展环境优化等方
随着物联网(Internet of Things,IoT)设备数量的急剧增加,基于正交多址(Orthogonal Multiple Access,OMA)的无线通信技术极大地受到了有限频谱资源的限制,大规模IoT设备接入导致的数据冲突和丢失变得不可接受,研究新的接入技术以适应IoT设备的增加变得尤其重要。本文主要针对非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NO
智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)起源于由软件定义的超材料,它由大量可重构的元器件组成,每个元件由智能软件控制器控制,使入射信号发生一定的相移,从而通过协同通信来提高发射和接收端之间的无线信道质量。IRS具有低功耗、轻量级的特点,从而能够为未来无线网络构建智能、绿色的无线电环境。从该领域的现有研究来看,系统性能指标大部分是单一、瞬时的,无法良好地适应