一种基于多载波的多播系统物理层安全方案

受限于发送方天线数目,无线多播系统整体信道通常不存在零空间,无法利用传统的物理层安全技术保证其安全传输。针对这一问题,该文提出一种基于多载波的多播系统物理层安全方案。首先,建立了多载波多播系统物理层安全通信模型;之后,通过分配载波产生合法用户的信道零空间,在零空间内引入人工噪声保证系统的安全传输;最后,以最大化保密传输速率为目标,在系统总功率受限情况下,利用Kuhn-Tucher条件对各子载波功率进行了优化。仿真结果表明:该方案不受限于发送方天线数目,并且所提功率分配方法的系统保密传输速率比等功率分配方法提升约2 bit/(s Hz)。     

多载波NOMA安全通信系统稳健性资源分配算法

为提升无线网络频谱利用率和增强信息传输的安全性,针对下行多载波非正交多址接入安全通信系统,提出了一种基于安全和速率最大化的稳健性资源分配算法.首先,设计人工噪声(AN)预编码矢量与合法用户信道正交,消除人工噪声对合法传输的影响.然后,考虑每个用户最小速率约束、基站最大功率约束,基于窃听信道不确定性建立AN预编码、下行数...     

多天线系统中面向物理层安全的极化编码方法

该文提出一种基于多输入信道最大容量差映射的极化安全编码方法,通过适当降低信道极化速度达到提高安全传输速率的目的。首先,利用信道极化结构,将极化后的逻辑信道按信道质量划分为好信道与差信道两类;然后,通过具体的逻辑信道删除率迭代分析,提出一种能够有效提升差逻辑信道容量并降低好逻辑信道容量的最大容量差信道映射方法,达到降低信道极化速度的目的;最后,利用加权修正合法信道与窃听信道最大容量差映射结果,实现多输入信道下的极化安全编码。仿真结果表明,在极化阶数n=9的二进制删除信道下,所提方法相比随机映射与Arikan方法,安全传输速率分别由0.029, 0.004提升到了0.042,并且所提方法同样适用于衰落信道场景。     

增强物理层安全的联合发射天线选择和人工噪声技术

针对未来多天线通信系统的安全问题,提出了一种增强无线物理层安全的传输策略。该策略基于发射天线的选择以及人工噪声,并采用Alamouti编码。它可以使发射机和接收机以较低的复杂度代价提高合法信道的分集增益,同时有效干扰窃听信道,使通信系统获得更高的安全容量。对系统安全容量、天线数量、以及信息信号与人工噪声之间的功率分配等问题进行了研究,仿真结果表明,该传输策略能够有效地增强物理层安全。      

5G通信中的增强物理层安全信号处理技术探讨

本文主要针对5G通信中,关于增强物理层信号安全性的技术.这技术可以在数据发射和信道预判这两个阶段实现.在数据发射时,可以通过波束赋形环节来让整个信号质量得到提升,进而有效限制窃听者所能得到的信号强度.除此以外,对于人工噪声进行波束赋形也可以进一步限制窃听者所能够截取的信息.而在信道预判阶段,通过训练过程可以让窃听者的信道性能进一步恶化,这样可以从整体上提高数据信号发射的效果.     

带有天线阵列的多载波DS-CDMA系统的性能分析

本论文提出了一个多载波DS-CDMA的下行空时接收机结构并且分析了它的性能，对于每一个载波，首先进行最优波束形成。再经过传统的RAKE合并，并比较了多天线接收机和单天线的接收机的性能。仿真结果表明，使用天线阵列，多径干扰和多用户干扰可以被有效的抑制，因而其系统容量远远高于单天线系统。     

多天线携能通信系统中的物理层安全研究

针对多天线无线携能单用户多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统,在能量塔采用时隙切换方案的基础上,考虑信源采用最大比传输、接收方采用选择合并方案、窃听方采用最大比合并方案情况,针对窃听信道的信道状态信息已知和未知的情况,分别推导出系统安全中断概率、窃听概率和遍历安全容量的理论表达式,并通过蒙特卡洛仿真验证了理论表达式的准确性。结果表明,多天线在窃听信道平均信噪比较低的场景下对系统安全性能的提升更为显著;时隙切换因子、发送端能量转换效率的提高对系统窃听概率的降低无贡献,但能降低系统安全中断概率或提高系统遍历安全容量。     

一种基于多波束与人工噪声的物理层安全通信方法

为了提高无线传输过程中通信信息被窃听的难度,提出了一种采用多波束发射人工噪声干扰来实现物理层安全传输的方法.发送端同时发送通信信息和两组人工噪声,通过天线加权系数调整使通信信息的方向图主瓣对准期望方位,而人工噪声的方向图在期望方位形成零陷.仿真结果表明,该方法可实现在空间某一期望方位的可靠通信,而偏离该方位的接收机误码...     

联合发端天线选择和收端人工噪声的物理层安全传输方法

该文在同频全双工技术快速发展的背景下,针对物理层安全研究中波束成形技术的高复杂度和发端天线选择(TAS)技术的低性能,提出一种联合发端天线选择和收端人工噪声(AN)的物理层安全传输方法TAS-rAN。首先,有多根天线的发端,利用天线选择技术,选取能使合法接收方接收信噪比最大的天线发送保密消息;其次,有同频全双工能力的收端,在接收到消息的同时,发送人工噪声来扰乱窃听方对保密消息的窃听。在Nakagami-m信道下,推导了安全中断概率的闭合表达式,并基于此,得到非零安全容量的概率表达式;通过渐进安全中断概率的推导,得到TAS-rAN方法的安全分集度。仿真结果表明,与已有的TAS-single和TAS-Alamouti方法相比,TAS-rAN安全方法具有较强的稳定性,且能提供更优的安全性能。     

窃听多天线的多用户调度安全性能分析

物理层安全作为一种密钥缺省的安全方案,逐渐成为信息安全和无线通信两个领域的交叉热点,其主要利用物理层传输资源保证合法接收者正常通信,同时抑制窃听信道通信。针对这一特点,提出了基于无线通信网络中窃听用户多天线、发送端多用户调度,合法接收端选择最好用户的模型,这时窃听用户进行随机选择,分析这种情况下主信道信噪比、窃听信道信噪比、安全传输速率以及窃听用户天线数目对系统安全性能的影响。仿真结果表明,窃听信道多天线时中断概率增加,即降低了系统的安全性能,但增加发送端用户数目、降低窃听信道信噪比、增加主信道信噪比可以显著提高系统的安全速率。同时证明,这种方案同随机选择发送用户相比较,切实提高了系统的安全性能。     

WiMAX系统中多天线技术的应用研究

802.16e协议中支持MIMO(多入多出)和AAS(自适应天线系统)两种不同的多天线实现方式.本文在介绍MIMO和AAS原理的基础上,分析了各自的特点和性能,并且进行了比较.     

WIMAX系统中的多天线技术及应用

WiMAX（全球互通微波接入）技术近年来发展迅速,逐渐成为宽带无线接入技术的热点之一。WiMAX系统能够实现高于2bps/Hz的频带利用率。为了增加覆盖范围和系统的可靠性,IEEE802.16标准支持Alamouti方案的空时码（STC）、自适应天线（AAS）和多输入多输出（MIMO）技术在内的多天线技术。多天线技术的应用能显著地提高系统容量和频谱利用率,从而大大增强WiMAX技术的竞争力。     

Adaptive Channel Estimation for Multiple Antenna OFDM Systems

We propose a simple adaptive algorithm for channel estimation of multiple antenna OFDM systems to provide competitive performance with low computational complexity and tracking ability. The derivation of the mean-squared error (MSE) for the proposed scheme is presented and the optimum selection of the parameter in the scheme is analyzed by utilizing the derived MSE expression.     

A Unified Mutual Coupling Model for Multiple Antenna Systems

The use of multiple antennas can offer substantial performance improvement to a wireless communication system by spatial multiplexing methods or diversity methods[1]. In the multiple antenna receivers, each antenna requires another Radio-Frequency (RF) front-end chain. To achieve high multiple antenna gain, the multiple received signals arriving at the Combined Signal Processor (CSP) module should be independent and hold balanced mean power[2]. There are several factors affecting the corre…     

Exploiting Multipath Diversity in Multiple Antenna OFDM Systems With Spatially Correlated Channels

Multiple antennas are useful in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems for providing transmit and receive diversity to overcome fading. Typically, these designs require considerable separation between the antennas. Spatial correlation is introduced when antennas are not well separated, and it often leads to performance degradation in a flat fading environment. However, in frequency selective fading channels with rich multipath diversity, OFDM receivers can overcome this performance degradation due to antenna correlation. This is due to transformation of a highly spatially correlated channel impulse response to a less spatially correlated channel frequency response inherently by an OFDM system in the presence of rich multipath diversity. We illustrate this for a simple receive diversity OFDM system and hence introduce the concept of space sampling at the receiver where antennas are placed relatively close to each other. The minimum separation required between the antennas under such circumstances is derived analytically, and it is shown that even with a separation of only$0.44lambda$, the required spatial correlation in the channel frequency response becomes sufficiently low. Simulated performance results with such spacing for various multiple antenna OFDM systems corroborate the analytical results.     

多天线系统中的天线选择技术

多天线系统可以改进无线通信的容量,提高可靠性。然而,使用多天线。就意味着多个射频链路会增加天线的体积、功率、硬件,从而增加成本。天线选择是一种低成本、低复杂度的有效方法。可以利用多天线系统的多数优点。通过对MIMO系统中的天线选择技术进行概述,指出了这个领域内的一些还未解决的问题。     

物理层网络编码中连续相位调制信号的非相干多符号检测

基于连续相位调制(CPM)的物理层网络编码(PNC)由于其高效的吞吐率和频谱利用率特性引起了越来越多的关注。现有关于CPM-PNC检测的研究大多建立在到达中继端的两节点信号载波相位完全同步或相位差已知的基础上。实际应用中,这一载波相位差不可避免,也很难准确估计。针对这一问题,该文提出一种中继端存在未知载波相位差条件下的CPM-PNC非相干多符号检测算法。该算法根据最大似然检测原理,通过观察多个码元来实现中间码元的检测,充分利用了CPM信号的相位记忆特性。仿真结果表明,该文所提出的CPM-PNC非相干多符号检测算法性能优越。而且随着观察窗口长度的增大,其性能显著提高并逐渐趋近最优相干检测性能。在误码率(BER)为10-4 时,相比于非相干单符号检测,观察窗口长度为5个码元时的CPM-PNC非相干多符号检测有6.7 dB的性能增益。     

多载波RRU系统的设计和研究

RRU多载波通信系统,具有抑制频率选择性衰落和频谱利用率等优点,在目前数字接收发射机中复杂度较高。但该系统在实际的使用中,多个载波由于存在较大的峰均比,导致系统在实际环境中,效率较低,也难以满足多载波情况下的额定输出。在设计中,以软件无线电的系统原理背景,分析了数字处理中载波成型的过程,同时,根据多载波系统的峰均比特性,结合链路的AGC和ALC功能,以及先进的功放线性化技术,提出了一种解决多载波在峰均比同样存在的情况下也满足最大输出的设计方法。     

等离子体天线研究与应用进展

等离子体天线的可重构、雷达隐身和低互耦等特性使它在军事和商业通信领域有广阔的应用前景。在深入阐述等离子体天线的基本原理扣构造形式的基础上,从理论分析、物理实验和计算电磁学仿真三个方面对国内外等离子体天线的研究和应用情况进行细致介绍。并且指出了未来的研究重点和方向。通过对三个方面研究进展的综述,可以为将来等离子体天线的深入研究提供有益参考。     

Technology Considerations for the Use of Multiple Beam Antenna Systems in Communication Satellites

The general usage of multibeam antennas in satellite communication system is reviewed, and design constraints for a six-beam reconfigurable satellite antenna system are considered. These show that losses in the variable beam-forming network (BFN) Iimit performance achievable with a conventional common-power-amplifier/receiver system. An alternative design for an active BFN is presented, and relative performance predicted at 4/6, 11/14, and 20/30 GHz.