陣列系統(tǒng)中的方向調制安全技術研究.pdf

1、隨著無線網絡技術在世界范圍內的快速發(fā)展，信息安全在無線網絡技術中的角色變得越來越重要。近年來引起重大關注的物理層安全技術旨在不依靠上層加密來保證網絡節(jié)點之間的安全通信，其中一種重要的物理層安全技術叫做方向調制。方向調制在期望方向可以發(fā)射正確的信號，而在非期望方向發(fā)射的信號會產生畸變。因此，即使竊聽接收機收到的信號功率與期望方向相同甚至更高，也不能對信息進行恢復。方向調制的這種發(fā)射信號與方向有關的特點增強了物理層的安全性。
　　首先

2、研究了兩種重要的物理層安全技術，它們分別利用人工噪聲和陣列冗余來實現。然后研究了一種簡化的方向調制技術，其利用兩個陣元和簡單的相移器來實現。
　　接下來，重點研究了方向調制的四種實現方法:相控陣方向調制法、雙波束合成法、切換天線陣列法以及波束域合成法。這些方向調制技術在非期望方向對信號都有固定的擾動，稱為固定擾動方向調制技術(FD-DM)。
　　為進一步提高方向調制技術的安全性，提出一種通過隨機加權來實現的隨機擾動方向調制技

3、術(RD-DM)。隨機擾動方向調制技術在非期望方向發(fā)射的信號隨機變化，增加了竊聽接收機截獲信息的難度。此外，還詳細推導了固定擾動和隨機擾動兩種方向調制技術的誤比特率封閉表達式，以更好地評估方向調制的安全性能。
　　針對方向調制技術發(fā)射功率高和功率利用率低的問題，首先提出一種功率約束的方向調制技術(PC-DM)，該方法通過引入功率約束因子來最大化非期望方向的誤比特率。然后，利用凸優(yōu)化算法和粒子群優(yōu)化算法使方向調制的發(fā)射功率減少高達9