基于物理層的未來(lái)無(wú)線增強(qiáng)安全通信研究.pdf

1、未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)(5G)提出了高速傳輸、快速接入、好的用戶體驗(yàn)和高安全的需求，傳統(tǒng)的安全措施已無(wú)法滿足要求。物理層安全新技術(shù)從無(wú)線通信的本質(zhì)出發(fā)，充分利用無(wú)線信道特性，把通信的安全技術(shù)和通信的可靠技術(shù)聯(lián)合起來(lái)考慮。在5G系統(tǒng)中通過(guò)充分利用5G物理層新技術(shù)結(jié)合物理層安全信號(hào)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高安全傳輸、并滿足快速接入的需求。MIMO-OFDM是4G的核心技術(shù)，在未來(lái)5G通信中的Massive MIMO中，MIMO-OFDM依然是基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)

2、，空間調(diào)制技術(shù)是MIMO技術(shù)的一個(gè)重要分支，其能夠完全的避免的多根天線同時(shí)發(fā)射信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的信道間干擾和發(fā)射天線需要同步的問(wèn)題，顯著提高頻率利用率，也將未來(lái)MIMO技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。論文在這些物理層傳輸技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了物理層安全信號(hào)設(shè)計(jì)，并在USRP上開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　首先，本文針對(duì)Wyner提出的實(shí)現(xiàn)“無(wú)條件秘密通信”的兩個(gè)步驟，設(shè)計(jì)了MIMO優(yōu)勢(shì)信道建立和安全編碼聯(lián)合的實(shí)現(xiàn)方案，首先通過(guò)SVD分解的波束成形方案充分地利

3、用了無(wú)線信道的隨機(jī)性使得合法用戶優(yōu)勢(shì)信道得以建立，再設(shè)計(jì)了基于回彈函數(shù)來(lái)構(gòu)造的安全編碼進(jìn)一步增大竊聽(tīng)者的誤碼率。然后，本文針對(duì)MIMO技術(shù)中的空間調(diào)制技術(shù)，嘗試采用傳統(tǒng)的密碼技術(shù)對(duì)發(fā)射符號(hào)進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)跨層的安全傳輸方案，接著通過(guò)研究空間調(diào)制技術(shù)的特殊性，提出同時(shí)對(duì)發(fā)射符號(hào)和發(fā)射天線序號(hào)跨層，通過(guò)仿真驗(yàn)證了其可行性，并從原理上分析了其可行性。最后，本文在詳細(xì)討論了OFDM加密跨層安全傳輸技術(shù)，通過(guò)USRP開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，成功驗(yàn)證了其可行