基于人工噪声的MISO保密容量分析

对MISO系统的发射功率分配和噪声形成方法进行讨论。首先建立MISO系统的人工噪声模型,将人工噪声等效为加性信道噪声,指出当人工噪声服从高斯分布是具有最大保密容量,并给出其保密容量表达式。然后在总发射功率受限的条件下,利用向量空间投影的方法推导保密容量最佳的功率分配方案。最后采用Box-Muller变换方法结合向量空间投影给出最佳功率分配方法下服从高斯分布的人工噪声生成方法。     

利用人工噪声提高合法接收者性能的物理层安全方案

该文研究在采用波束赋形和人工噪声的物理层安全方案中利用人工噪声提高合法接收端性能。发送端根据发送符号和信道系数,判断人工噪声是否对合法接收端的信号检测有益,并针对有益噪声和无益噪声分别设计不同的噪声波束赋形矢量。通过利用有益噪声,在不改变窃听端接收信噪比的条件下,合法接收端的信噪比有较明显的提高。对误比特率和保密容量进行理论分析和仿真,结果显示,与传统的人工噪声方案相比,所提方案可提高合法接收端的性能,改善保密容量。     

MISO的普适性人工噪声保密容量

当MISO(Multi Input Single Output)系统存在的加性人工噪声服从一般分布时,系统保密容量讨论难度较大。为推导一般意义多天线系统下的保密容量,引入了信道等效特征的概念。利用信道特征阐明了人工噪声方法的物理概念,并推导出了具有普适性的人工噪声方法保密容量上下限,进一步结合熵功率,推导出AWGN信道下的保密容量解析式。理论分析和仿真得出,通过人工噪声可使平均保密容量增大,从而提高MISO系统的安全性。     

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...     

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。      

物理层安全技术及其在保密通信中的应用

随着当今电子技术的快速发展,保密通信已经在整个现代电信系统中得到了广泛应用,然而在通信过程中怎样保证密钥不被识破成为非常关键的问题,当前在网络、金融行业中密钥的安全性主要利用数学计算进行保证。基于此,文章首先针对常见的物理层安全技术概念进行了简单阐述,然后带着对这些概念的了解,对物理层安全技术及其在保密通信中的应用进行了深入分析,希望可以为大家提供一些参考。     

人工噪声辅助的多用户安全传输方法

针对传统人工噪声辅助的安全传输方法无法适用于发射天线数等于接收天线数的多用户(Multiuser, MU)多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统的问题,提出了一种人工噪声辅助的多用户安全传输新方法。通过合理设计人工噪声与预编码矩阵,该方法可在同时满足所有用户传输需求的基础上,显著提升发射天线数等于接收天线数的MU-MIMO系统的安全性。同时,针对提出的方法进行了检测算法与平均保密速率的推导与分析。理论分析与仿真结果表明,所提方法可有效提升无线通信系统的安全性,在信噪比为20 dB时,该方法较传统方法的平均保密速率提升达到120%。     

人工噪声辅助的物理层安全信号峰均功率比减低算法

人工噪声辅助的物理层安全通信系统采用人工噪声破坏窃听信道的方式提升系统安全信道容量是近年来物理层安全通信领域研究的经典系统模型之一。该文针对这一模型中发射信号存在高峰均功率比问题,利用噪声子空间提供的冗余度提出一种基于噪声子空间功率分配的峰均功率比降低算法。该算法通过分式规划、DC规划以及二次非凸等式约束松弛将非凸的峰均功率比优化问题转化为一系列的凸问题迭代求解。仿真结果表明在系统放大器存在一定线性范围的约束下,该文提出的算法能够有效降低人工噪声辅助的物理层安全通信系统发射信号的峰均功率比问题,达到提高系统中合法用户的通信性能的目的。     

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.     

基于人工噪声的多用户MIMO系统加密算法

当多用户MIMO系统中的用户数多于或等于发射端天线数时,现有的基于人工噪声的物理层加密算法会导致合法用户无法正常接收。为提高此时的多用户MIMO系统的安全性,该文提出一种新的基于人工噪声的多用户MIMO系统加密算法。首先,发送端对多个合法用户进行联合处理,建立多用户联合信道状态矩阵;然后,将联合信道状态矩阵进行奇异值分解,并根据最小的奇异值进行预编码,以消除人工噪声对合法用户的影响;最后,提出一种优化功率分配的方案。仿真结果表明,该算法将多用户MIMO系统的保密容量平均增加了0.1 bit/(s?Hz),从而提高多用户MIMO系统的安全性。     

Secure Communications via Cooperating Base Stations

A novel approach for ensuring confidential communications over infrastructure-based wireless networks is proposed and analyzed from an information-theoretic standpoint. The technique leverages the high-capacity backbone connecting the base stations and prescribes appropriate scheduling of uplink/downlink transmissions in order to create intentional interference without loss of power or spectral efficiency. Analysis is carried out for Gaussian channels and numerical results are provided for fading channels with partial channel state information, showing the promising performance advantages of the considered strategy.     

多模噪声理论及其在通信保密中的应用

给出了一种比较通用的非高斯噪声模型——多模噪声,采用无惯性非线性变换器给出了多模噪声中信号的检测与估计方法,该方法对概率密度函数形状对称的噪声是普遍适用的。在此基础上设计了可用于通信保密的多模噪声,说明了本加密方法适用于无线通信信道加密,并从统计分析的角度研究了可能的密码分析方法。     

接收机噪声系数分析

接收机的主要功能是将天线接收到的由目标反射回来的微弱射频信号进行放大、预选、变频、滤波等处理,使目标反射回来的微弱射频信号变成有足够幅度的视频信号或数字信号,以满足信号处理和数据处理的需要.灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力,噪声是影响接收机灵敏度的主要因素.分析了接收机链路中主要器件的增益指标对接收机噪声系数的影响,给带宽宽、低噪声、高灵敏度接收机的设计提供借鉴和参考.     

无人机网络中人工噪声增强的短包隐蔽通信

考虑无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）网络中人工噪声（Artificial Noise, AN）增强的隐蔽无线通信,其中UAV工作在全双工状态,不仅接收Alice发送的隐蔽信息,而且产生AN恶化Willie的探测性能。构建了UAV的三维位置部署和AN发射功率以及Alice发射功率设计的联合优化问题。所构建的优化问题是非凸的且其优化变量相互耦合,这导致该优化问题很难直接求解。为了求解该优化问题,首先根据优化问题隐含的特性,将其等价地转换为更易处理的形式。随后,推导了Alice发射功率和AN发射功率的最优解析表达式。随后证明了UAV的最优水平位置一定位于Alice和Willie的连线上。在此基础上,推导了UAV的最优三维放置位置。仿真结果表明,与无AN方案相比,所提方案可以显著的提高系统的隐蔽传输性能。      

IRS和人工噪声辅助的MIMO-SWIPT系统安全传输方案设计

针对多天线无线携能通信系统中能量收集节点作为潜在窃听者的信息安全问题,提出了一种智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)和人工噪声辅助的物理层安全传输方案。首先考虑发射功率、能量收集门限以及IRS单位模约束,以最大化系统安全速率为优化目标,在合法用户直射链路不可用的情况下,联合设计发射端波束赋形矩阵、人工噪声协方差矩阵以及IRS相移矩阵,建模一非线性多变量耦合的非凸优化问题;接着利用均方误差准则等价转换非凸目标函数,并利用连续凸逼近方法(Successive Convex Approximation, SCA)处理非凸的能量收集约束;最后基于交替优化框架,分别用拉格朗日对偶方法和基于价格机制的优化最小化(Majorization-Minimization, MM)算法求解发射端变量和IRS端变量。仿真结果表明,与现有方案相比,所提算法能够在保障能量收集需求的同时大幅度提升系统的安全性能。     

一种直扩跟踪接收机的噪声精度分析

针对自跟踪接收机跟踪精度的问题,结合一种直扩跟踪接收机的原理,推导了不同解调及提取方式下的角误差电压及噪声精度公式。依据公式分析了随机噪声对跟踪精度的影响,比较了各种提取方式的优劣,指出了公式的应用价值。     

Receiver IQ Imbalance Estimation via Pure Noise for 60 GHz Systems

This paper proposes to estimate receiver (RX) IQ imbalance via pure noise for 60 GHz millimeter-wave systems. We study the impact of RX IQ imbalance on noise, and derive the maximum-likelihood algorithm to acquire the imbalance parameters, which is decoupled from transmitter IQ imbalance, channel response, and carrier offset. Also, the proposed method has low computational complexity and meets the low-power and low-cost requirements of 60 GHz systems. Moreover, the jitter performance of the estimation reaches the corresponding Cramer–Rao lower bound under a wide range of imbalance parameters.     

智能反射面辅助及人工噪声增强的无线隐蔽通信

该文考虑一种智能反射面(IRS)辅助及人工噪声(AN)增强的无线隐蔽通信以提升隐蔽传输性能。首先,分析了Willie的探测性能并给出了总的最小探测错误概率下界表达式。 在此基础之上,构建以最大化有效吞吐量为目标函数,以隐蔽需求和最大AN发射功率为约束的优化问题。该优化问题为非凸的,通常很难直接求解。该文提出基于Dinkelbach方法的交替迭代算法联合设计IRS的反射系数和Alice的发射功率及Bob的AN发射功率。为了降低计算复杂度,进一步提出一种低复杂度算法以获取相应优化变量的解析表达式。仿真结果表明：与无IRS及无AN方案相比,所提方案可以显著提升隐蔽传输性能。     

接收机射频前端噪声特性分析

噪声是影响接收机灵敏度的重要因素之一。接收机引入的噪声越小,接收机灵敏度就越高。分析了接收机噪声,给出了射频前端噪声系数与接收机灵敏度的关系,论述了几种改善射频前端噪声系数的方法。