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窃听信道相关条件下最大比传输技术安全分析

信号处理 2020年第10期36卷 1784-1788页

作者：常玉晴芮贤义苏州大学电子信息学院江苏苏州215006

在无线通信系统的实际传输中,当窃听用户距离合法接受者足够近,或者位于合法接收机信号的无线电波路径上时,就会出现主信道与窃听信道相关的场景。为此我们考虑一个多输入单输出,并且存在一个单天线被动窃听者的无线通信系统,研究了当... 详细信息

在无线通信系统的实际传输中,当窃听用户距离合法接受者足够近,或者位于合法接收机信号的无线电波路径上时,就会出现主信道与窃听信道相关的场景。为此我们考虑一个多输入单输出,并且存在一个单天线被动窃听者的无线通信系统,研究了当基站采用最大比发射技术发送信号时,相关对系统性能的影响。推导了安全中断概率与平均安全容量的闭合表达式。数值仿真结果表明:(1)当主信道的信道质量高于窃听信道时,较低的相关对系统安全中断概率性能影响不大,然而强相关却能够带来更低的安全中断概率;(2)这种相关对系统平均安全容量始终是有害的,且随着相关程度的增强,最大比发射技术相对于发射天线选择技术的优势逐渐变小。

关键词：信道相关窃听最大比发射安全中断概率平均安全容量

存在信道相关时V-BLAST OFDM系统的功率分配算法

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计算机工程 2016年第9期42卷 33-37页

作者：陈小敏苏君煦谭伟朱益民朱秋明南京航空航天大学江苏省物联网与控制技术重点实验室南京 210016 南京航空航天大学江苏省物联网与控制技术重点实验室南京 210016

针对存在信道相关及信道估计误差的V-BLAST OFDM系统,提出一种以误比特率为优化目标的自适应功率分配算法。采用基于波束成形的去相关方法降低系统相关性以提升系统性能。发送端在总功率约束条件下,以瞬时误比特率(BER)为优化目标,采用... 详细信息

针对存在信道相关及信道估计误差的V-BLAST OFDM系统,提出一种以误比特率为优化目标的自适应功率分配算法。采用基于波束成形的去相关方法降低系统相关性以提升系统性能。发送端在总功率约束条件下,以瞬时误比特率(BER)为优化目标,采用拉格朗日极值法得到自适应功率分配矩阵。仿真结果表明,该算法结合去相关方法可提升V-BLAST OFDM系统的BER性能,且随着信噪比的增大,性能提升明显。

关键词：自适应功率分配信道相关估计误差误比特率正交频分复用

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微角锥阵列逆向调制自由空间光信道的研究

光电子·激光 2024年

作者：吕吉航杨国伟袁志宇毕美华周雪芳胡淼杭州电子科技大学通信工程学院

在逆向调制(modulating retroreflector， MRR)自由空间光通信(free-space optical， FSO)系统中采用微角锥反射器阵列(micro corner-cube reflector array， MCCRA)作为逆向反射器，可以形成伪相位共轭效应(pseudo phase conjugation effect， PPCE)从而大幅降低大气湍流的影响，但是对该典型双程信道的仿真方法、统计模型以及性能分析均未见系统性研究。本文则介绍了一种用于MCCRA信道的双程光波传输仿真的简化方法，并借此仿真方法对采用MCCRA的MRR FSO信道衰落进行统计研究。通过比较双对数正态分布和双伽马-伽马(Gamma-Gamma， GG)分布的复合信道模型，结果显示双GG模型更适合描述基于MCCRA的MRR FSO双程信道。利用双GG模型评估其系统平均误码率，首次证实PPCE带来的性能增益大于信道相关性带来的性能损失。

关键词：逆向调制自由空间光信道微角锥反射器阵列双伽马-伽马伪相位共轭效应信道相关

室内直射环境下白光LED的多输入多输出信道相关性分析

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光学学报 2013年第9期33卷 23-28页

作者：付红双朱义君中国人民解放军信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

可见光通信是一种工作在可见光光谱范围内的新兴高速短距离通信技术。将白光LED作为光源的光无线网络中,通常使用强度调制/直接检测方式,忽略了信号的频率和相位信息,导致光无线信道的空间相关性比传统无线信道大得多。分析了影响光多... 详细信息

可见光通信是一种工作在可见光光谱范围内的新兴高速短距离通信技术。将白光LED作为光源的光无线网络中,通常使用强度调制/直接检测方式,忽略了信号的频率和相位信息,导致光无线信道的空间相关性比传统无线信道大得多。分析了影响光多输入多输出(MIMO)信道相关性的因素,并通过仿真验证了在特定条件下各因素对信道相关性产生影响的方式。在特定的场景内,根据信噪比和信道相关性的共同影响获得了最佳的收发端参数设置,从而得到了最佳的误码率性能。

关键词：光通信信道相关多输入多输出白光LED

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基于准正交空时码的最优线性预编码矩阵设计

电子与信息学报 2008年第2期30卷 401-403页

作者：刘雪芳傅丰林西安电子科技大学通信工程学院西安710071

为了充分利用信道信息改善应用准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将预编码矩阵和准正交空时分组码相结合的发射机制。信息在经过准正交空时分组码编码后,要经过线性预编码矩阵进行处理,才可以从发射天线发送。文中的预编码... 详细信息

为了充分利用信道信息改善应用准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将预编码矩阵和准正交空时分组码相结合的发射机制。信息在经过准正交空时分组码编码后,要经过线性预编码矩阵进行处理,才可以从发射天线发送。文中的预编码矩阵设计利用了MIMO信道的非零均值矩阵和相关矩阵,并采用成对差错概率作为其最优设计准则。仿真结果表明,相对于未经过预编码矩阵的系统,新系统的误码率性能有明显改善。

关键词：准正交空时分组码线性预编码矩阵信道相关成对差错概率

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空间相关的MIMO系统发射端最优设计

西安电子科技大学学报 2006年第5期33卷 814-818页

作者：赵振山徐国治范王景上海交通大学电子工程系上海200240 西安文理学院机械电子工程系陕西西安710065

研究单用户多输入-多输出(MIMO)系统发射端的最优设计问题,假设系统的发射端和接收端的天线之间是相关的,接收端完全知道信道信息而发射端只知道发射相关矩阵和接收相关矩阵.证明了在以误码率的上界作为性能准则的情况下,发射端最优的... 详细信息

研究单用户多输入-多输出(MIMO)系统发射端的最优设计问题,假设系统的发射端和接收端的天线之间是相关的,接收端完全知道信道信息而发射端只知道发射相关矩阵和接收相关矩阵.证明了在以误码率的上界作为性能准则的情况下,发射端最优的信号发射方向是一组正交方向并且与发射端相关矩阵的特征向量方向一致而与接收端的相关矩阵无关,但是最优的功率分配方案与发射端和接收端的相关矩阵都相关.

关键词： MIMO 信道相关相关矩阵误码率

基于非理想CSI的V-BLAST系统功率分配算法研究

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基于非理想CSI的V-BLAST系统功率分配算法研究

作者：谭伟南京航空航天大学

学位级别：硕士

V-BLAST结构是一种基于MIMO方式的传输技术,它能较好的利用多天线系统的信道容量及频谱效率。在V-BLAST结构中应用OFDM技术可有效抵抗多径衰落并缓解符号间干扰。自适应功率分配算法能根据信道环境动态变化实现各发射天线功率的自适应... 详细信息

V-BLAST结构是一种基于MIMO方式的传输技术,它能较好的利用多天线系统的信道容量及频谱效率。在V-BLAST结构中应用OFDM技术可有效抵抗多径衰落并缓解符号间干扰。自适应功率分配算法能根据信道环境动态变化实现各发射天线功率的自适应调整。本文在信道相关、信道估计有误差以及信道反馈有延迟条件下,研究了V-BLAST及V-BLAST OFDM系统的自适应功率分配算法,以期所提发射功率分配方案能更好的提升系统性能,并为实用提供依据。全文主要工作如下:1.针对传统V-BLAS系统,不考虑传播误差,采用ZF及MMSE干扰抵消检测方式时,推导了系统子流误比特率(BER)的近似表达式。同时在完全信道状态信息(CSI)条件下研究了基于拉格朗日极值法与基于等信干噪比(SINR)的发射功率分配方案。通过仿真验证理论推导及功率分配方案的有效性。2.针对信道相关及存在估计误差的V-BLAST系统,以最小化平均BER为目标,分别得到基于ZF及MMSE检测时V-BLAST系统的发射功率分配方案。考虑到系统BER性能随着信道相关性的增加而下降,根据信道信息引入去相关方法以达到改善系统BER的目的。对所提发射功率分配方案进行仿真同时给出详细分析。与传统等功率分配方案相比,采用所提发射功率分配方案结合去相关方法可显著改善系统性能。3.针对信道估计有误差及反馈有时延的V-BLAST系统,以最小化平均BER为目标,提出一种基于MMSE检测的自适应功率分配方案。由信号估计信干噪比(SINR)的概率密度函数(PDF)推导出系统子流瞬时信干噪比的条件PDF以及系统瞬时BER表达式。以最小化平均BER为目标建立代价函数得到自适应功率分配方案。仿真显示,所提算法能获得比等功率分配方案更好的性能,在改善系统BER的同时更具实效性。4.针对信道相关及估计有误差的V-BLAST OFDM系统,以最小化BER为目标提出一种自适应功率分配方案。考虑到信道相关的影响,应用去相关方法。仿真显示,将发射功率分配方案及去相关方法应用到V-BLAST OFDM系统中,在克服频率选择性信道中的符号间干扰的同时提升了系统性能。

关键词： MIMO V-BLAST OFDM 功率分配信道相关估计误差反馈延迟误比特率

多天线NOMA系统中的物理层安全传输技术研究

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多天线NOMA系统中的物理层安全传输技术研究

作者：戎浩西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信的迅猛发展,我们正逐步迈入万物紧密互联的智能时代,与此同时智能终端的快速增长使得无线频谱资源日益紧张,因此如何利用有效的频谱资源来满足人们更高的通信服务需求已经成为一个亟待解决的问题。非正交多址（NOMA）技术... 详细信息

随着无线通信的迅猛发展,我们正逐步迈入万物紧密互联的智能时代,与此同时智能终端的快速增长使得无线频谱资源日益紧张,因此如何利用有效的频谱资源来满足人们更高的通信服务需求已经成为一个亟待解决的问题。非正交多址（NOMA）技术开辟了一个新维度,将不同用户的信息在功率域进行叠加发送,在提升频谱效率的同时保证了较好的性能增益,已成为第五代（5G）移动通信的研究热点。但是由于无线信道具有较高的开放性,使得NOMA通信系统同样面临着严峻的安全问题。鉴于以上原因,本文将致力研究非正交多址通信系统的物理层安全传输技术,并根据不同的通信场景结合多天线技术对系统安全传输性能进行分析与仿真验证,本文的主要成果概括如下:针对多输入单输出非正交多址（MISO-NOMA）系统,本文先后在两种不同的通信场景下对用户及系统的安全性能进行了分析。首先,结合天线选择（TAS）技术研究了独立信道下MISO-NOMA系统中用户以及系统的安全中断性能。接着,不同于以往独立信道的理想假设,本文首次考虑了MISO-NOMA系统中用户信道与窃听信道存在相关关系的情况,并分别推导了近用户与远用户在相关信道下的安全中断概率闭合表达式。仿真结果表明在信道独立和信道相关的两种情况下,TAS技术的使用均可以有效提升用户及系统的安全性能,验证了理论推导的合理性与正确性。针对NOMA中继系统,本文首先对窃听者与基站是否存在直连链路分情况进行了讨论,推导了两种情况下的用户及系统安全中断概率闭合表达式。接着,不同于以往研究中基于完美信道状态信息（CSI）的假设,本文结合TAS技术首次在该系统中研究了发送端只能获得过时CSI情况下的用户及系统安全性能,并在该系统中考虑了一种次优的天线选择方案,推导了该方案下用户及系统的安全中断概率闭合表达式。最后通过仿真分析了窃听者与基站是否存在直连链路对系统安全性能的影响,分析了在该方案下不同延时和天线数目对系统安全性能的影响,验证了提出的天线选择方案及其理论推导的合理性与正确性。

关键词：非正交多址接入物理层安全天线选择信道相关安全中断概率

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认知无线电网络中的频谱感知研究

认知无线电网络中的频谱感知研究

作者：杨环宇浙江大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的迅猛发展,日益增长的无线通信需求与有限的无线频谱资源之间的矛盾越来越突出。认知无线电技术为在频谱资源紧缺的情况下提高频谱利用率的构想开创了一个崭新的局面,它允许非经授权的无线通信设备根据一定的学习和决... 详细信息

随着无线通信技术的迅猛发展,日益增长的无线通信需求与有限的无线频谱资源之间的矛盾越来越突出。认知无线电技术为在频谱资源紧缺的情况下提高频谱利用率的构想开创了一个崭新的局面,它允许非经授权的无线通信设备根据一定的学习和决策算法,主动地检测和有效地利用专用授权频段上的空闲频谱资源,从而实现时间、频率和空间的三维频谱复用。其中频谱感知是组成认知无线电网络的重要因素,它通过次级用户主动检测潜在的可利用频谱资源,在不干扰授权用户正常通信的前提下,使用频谱资源,因此提高了频谱的使用效率。论文首先系统的介绍了频谱感知的研究背景和基本理论,并分析了其关键技术、应用方向和应用现状。然后全面介绍了认知无线电网络中频谱感知技术的基本理论,最新的研究结果,并对多种频谱感知算法进行分析和比较,指出现有的各种算法的优点和不足之处,并提出了改进方向。论文首先提出了一种能节省资源的合作式频谱感知算法,将快速检测的思想应用到频谱感知中,在满足相同的检测性能要求同时,减少了所需观测值的数量,从而减少了能源的消耗。此外,对于可以划分成多个子信道的宽带信号,我们提出了一种联合检测方法。利用不同子信道观测值之间存在相关性这个先验信息,提高频谱感知的准确度,并且分析了其对噪声的波动的鲁棒性。论文的最后给出了本课题下一步的研究方向,并分析了快速检测和相关性潜在的研究和应用领域。

关键词：认知无线电频谱感知快速检测信道相关