MIMO竊聽信道下的空時(shí)編碼研究與設(shè)計(jì).pdf

1、無線通信的廣播特性使得無線網(wǎng)絡(luò)缺乏物理邊界，而這種沒有物理連接的無線通信對(duì)于竊聽者來說是開放的，無線通信物理層的安全已經(jīng)成為通信系統(tǒng)安全性的一個(gè)關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的安全機(jī)制是基于計(jì)算復(fù)雜度的安全體系，該體系的設(shè)計(jì)思路是加密算法破譯所需的運(yùn)算能力大于竊聽者實(shí)際運(yùn)算能力。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度等性能的不斷提升以及竊聽者的運(yùn)算能力存在極大的不確定性，基于計(jì)算復(fù)雜度的安全機(jī)制被竊聽者破解的風(fēng)險(xiǎn)正在逐漸加大。物理層安全技術(shù)可作為傳統(tǒng)安全機(jī)制的重要輔助

2、，也可獨(dú)立形成一套基于信息論的安全體系。本論文針對(duì)MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系統(tǒng)并結(jié)合信息理論，研究信號(hào)發(fā)射前的預(yù)編碼技術(shù)，以強(qiáng)化物理層傳輸?shù)陌踩??？諘r(shí)編碼是一組實(shí)用的信號(hào)設(shè)計(jì)技術(shù)旨在接近理論極限MIMO信道的容量?？諘r(shí)編碼的基本原理和相關(guān)MIMO信號(hào)處理很快就演變成一個(gè)無線通訊的最有活力的領(lǐng)域。
　　該論文中以空時(shí)編碼的性能研究以及擴(kuò)展型的正交空時(shí)碼在MIMO wiretap cha

3、nnel下的安全性能為研究對(duì)象。本論文接著研究了Wyner竊聽信道邏輯模型。Wyner介紹了竊聽通道，其中發(fā)射端在存在竊聽者的情況下通過主信道向合法接收者發(fā)送保密信息，竊聽者通過竊聽信道實(shí)現(xiàn)竊聽。Wyner曾經(jīng)證明過如果竊聽端的信道相比于主信道更差的情況下，合法接受端可以以不需要公共密鑰的形式接收保密信息，從而秘密容量就可以實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上竊聽者的信道不一定比合法接收者的信道性能更差。如何設(shè)計(jì)建立合法通信雙方的信道比竊聽者的信道性能更好的信

4、道模型將是實(shí)現(xiàn)無條件秘密通信的重要問題。這也是該論文將要解決的問題。
　　為了確保在 MIMO信道上的全速率全分集優(yōu)勢，本文研究了擴(kuò)展型正交空時(shí)分組碼。為了進(jìn)一步提高接收端信噪比 SNR，本文研究了2比特反饋方案的擴(kuò)展型正交空時(shí)分組碼。在該論文中，首先本文歸納了擴(kuò)展型的正交空時(shí)塊碼并將其應(yīng)用到雙向 MIMO wiretap channel中。然后基于歸納化擴(kuò)展型正交空時(shí)塊碼，本文提出了一個(gè)簡單的部分反饋方案?；跉w納化的擴(kuò)展型正交