頻率選擇性信道下基于時間反轉(zhuǎn)的物理層安全技術(shù)研究.pdf

1、作為增強無線通信安全的一種新思路，物理層安全技術(shù)旨在利用豐富的物理層資源來增強通信系統(tǒng)的安全性，具有廣闊的研究和應(yīng)用前景。隨著寬帶、超寬帶通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，頻率選擇性信道下的物理層安全技術(shù)研究逐漸引起人們的關(guān)注。時間反轉(zhuǎn)（Time Reversal，TR）技術(shù)不僅可以緩解多徑傳播的不良影響，還能夠自動收集各路徑的信號能量并在預(yù)定的合作接收機處相干疊加，從而實現(xiàn)信號在時域和空域上的二維聚焦，因而是頻率選擇性信道下實現(xiàn)物理層安全的一種有效

2、技術(shù)手段。本文針對頻率選擇性信道下基于時間反轉(zhuǎn)的物理層安全技術(shù)展開研究，主要工作如下：
　　1、首先詳細(xì)介紹了基于時間反轉(zhuǎn)的無線通信系統(tǒng)的時域與頻域模型，其次研究了時間反轉(zhuǎn)的時間壓縮、空間聚焦、信道固化以及多徑分集這四大性能特點，為后續(xù)章節(jié)的研究工作奠定基礎(chǔ)。
　　2、研究了單載波通信系統(tǒng)中基于時間反轉(zhuǎn)的物理層安全設(shè)計問題。在未知竊聽者信道狀態(tài)信息的情況下，在頻率選擇性信道下將人工噪聲引入到傳統(tǒng)的時間反轉(zhuǎn)預(yù)濾波器方案中，提出

3、一種人工噪聲和時間反轉(zhuǎn)相結(jié)合的安全設(shè)計方案，仿真結(jié)果表明所提方案的安全性能優(yōu)于傳統(tǒng)的時間反轉(zhuǎn)預(yù)濾波器方案。而在已知竊聽者信道狀態(tài)信息的情況下，設(shè)計了一種可達(dá)到保密容量的時間反轉(zhuǎn)預(yù)濾波器方案，仿真結(jié)果表明所提方案的安全性能優(yōu)于屏蔽 Eve的時間反轉(zhuǎn)預(yù)濾波器方案。利用上述不同安全等級的時間反轉(zhuǎn)預(yù)濾波器，建立了具有不等保護(hù)能力的無線廣播通信系統(tǒng)，能夠為不同用戶提供不同等級的安全保護(hù)策略。
　　3、研究了多載波通信系統(tǒng)中基于時間反轉(zhuǎn)的物理