發(fā)布時間：2018-03-11 00:15

  本文選題：竊聽信道模型　切入點：物理層安全　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：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。計算機性能在不斷提升,導(dǎo)致依賴于計算量和復(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研究熱點,其本質(zhì)思想是利用無線信道的特性設(shè)計編碼方案,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)天線對之間的子信道相互獨立,這個前提條件不符合實際應(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)計分布。2.設(shè)計了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接收機輸出信噪比的統(tǒng)計特性,借此分析了系統(tǒng)保密性能。MATLAB蒙特卡洛仿真結(jié)果表明:(1)保密中斷概率的解析表達式精確可靠;(2)當主信道的平均信噪比較大時,保密性能隨天線相關(guān)性的增大而降低;(3)當主信道的平均信噪比較小時,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)計原理提出了qth TAS方案,設(shè)計了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方案能為用戶提供不同等級的保密性能;(2)保密性能隨發(fā)送天線數(shù)目的增加而提升。
[Abstract]:Wireless communication system is open, with the gradual enrichment of communication services, information security accidents occur frequently. The computer performance is constantly improving, resulting in more and more unreliable upper layer security measures, which rely on computational complexity and complexity. In recent years, physical layer security has become a research hotspot. Its essential idea is to design a coding scheme based on the characteristics of wireless channel, so that eavesdroppers can not obtain physical layer information. MIMO technology is introduced to enhance physical layer security. In the previous analysis of security performance, it is usually assumed that the subchannels between antenna pairs are independent of each other, which does not accord with the practical application. In addition, at the transmitter, the traditional optimal TAS scheme has shortcomings in serving multiple users. Based on the eavesdropping channel model, the security performance of transmission system is studied in this paper. The work is as follows: 1. The eavesdropping channel model is introduced, and the research status of physical layer security is described. The MIMO technology is introduced. The causes of antenna correlation are explained. The statistical distribution of receiving SNR is obtained by using the eigenfunction method. 2. The SIMO secure transmission system is designed. Assuming that the channel fading is distributed from Nakagami-m, the correlation of receiving antenna is considered. The statistical characteristics of the output signal-to-noise ratio (SNR) of the MRC receiver are studied. The simulation results of the system security. The Monte Carlo simulation results show that the analytical expression of the security interrupt probability of the MRC receiver is accurate and reliable when the average signal-to-noise ratio of the primary channel is high. The security performance decreases with the increase of antenna correlation. When the average SNR of the primary channel is small, the situation is opposite to that of No.2) the security performance can be improved by increasing the number of receiving antennas. According to the principle of order statistics, the scheme of qth TAS is proposed. The MIMO secure transmission system is designed, and the expression of probability density function for receiving signal-to-noise ratio under qth TAS/co-MRC scheme is derived. The Monte Carlo simulation results show that the TAS scheme can provide users with different levels of security performance and the security performance increases with the increase of the number of transmit antennas.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN918

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