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OFDM系统中基于三维星座旋转的物理层安全加密算法

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电子学报 2017年第12期45卷 2873-2880页

作者：李小倩李为雷菁程龙旺国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

传统无线通信的安全主要依赖于上层加密机制,无法保护物理层调制方式和调制信息的安全.本文针对正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统提出了一种物理层加密调制算法.该算法首先利用相位随机化的信号进行... 详细信息

传统无线通信的安全主要依赖于上层加密机制,无法保护物理层调制方式和调制信息的安全.本文针对正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统提出了一种物理层加密调制算法.该算法首先利用相位随机化的信号进行信道探测并提取出等效信道相位信息,然后对三维星座进行物理层调制加密,最后接收端进行解密解调.该方案充分利用了无线信道相位响应的随机性、互易性和位置敏感性,并将该特性用于增强物理层信号的安全性.理论分析和计算机仿真结果表明该算法具有较强的安全性,且相对于传统的QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制,该算法的误码率性能提升约2.5dB.本文关注于物理层安全,旨在物理信号层提供新的安全保障,在未来5G通信和军事安全通信中有较广泛的应用前景.

关键词：三维映射星座旋转 OFDM 信道探测密钥提取物理层安全

导航卫星长期自主定轨的星座旋转误差分析与控制

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宇航学报 2008年第2期29卷 522-528页

作者：蔡志武韩春好陈金平徐天河北京环球信息应用开发中心北京100094 西安测绘研究所西安710054

研究了基于星间测距进行导航卫星自主定轨的星座整体旋转问题,提出了采用星间定向观测来测定并解算星座的整体旋转量,以控制星座旋转误差对自主定轨的影响。通过仿真分析表明,在基于星间测距的自主定轨中,星座在惯性空间的方向误差随轨... 详细信息

研究了基于星间测距进行导航卫星自主定轨的星座整体旋转问题,提出了采用星间定向观测来测定并解算星座的整体旋转量,以控制星座旋转误差对自主定轨的影响。通过仿真分析表明,在基于星间测距的自主定轨中,星座在惯性空间的方向误差随轨道弧段的增长而增加,通过星间定向可观测并消除该类误差影响,使自主定轨保持平稳和较高的精度,在60天的弧段内URE精度稳定在1.2m左右的水平。

关键词：自主定轨星间测距星座旋转星间定向星敏感器

协作式终端直通系统中星座旋转辅助的干扰避免策略

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西安交通大学学报 2015年第12期49卷 6-11页

作者：孙黎徐洪斌西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对协作式终端直通(device-to-device,D2D)系统中蜂窝链路和D2D链路相互干扰的问题,提出了一种星座旋转辅助的干扰避免策略,以改善系统的误码性能。首先,对系统中各发射节点的信号星座图进行旋转,并对信道相位信息进行预补偿;然后,令... 详细信息

针对协作式终端直通(device-to-device,D2D)系统中蜂窝链路和D2D链路相互干扰的问题,提出了一种星座旋转辅助的干扰避免策略,以改善系统的误码性能。首先,对系统中各发射节点的信号星座图进行旋转,并对信道相位信息进行预补偿;然后,令不同的发射节点使用相互正交的信道发送信号,利用复信号同相分量和正交分量之间固有的正交性来避免相互干扰;最后,以最大化最小欧氏距离为目标,对星座旋转角度进行优化设计,从而有效降低蜂窝通信和D2D通信的误符号率。仿真结果表明,在系统采用QPSK作为调制方式且平均信噪比大于20dB的条件下,与传统的协作双向传输策略相比,所提出的策略能够使误符号率由10^(-1)下降至10^(-3)。

关键词：终端直通星座旋转干扰避免误符号率

导航卫星自主定轨星座旋转误差分析与控制方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2009年第11期34卷 1280-1284页

作者：侯芬刘万科方荣新武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉市珞喻路129号430079 武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079

基于星间距离测量的自主定轨对应于不可观测性问题,如果引入一个基准,虽然可保持卫星之间的相对位置关系,但是容易出现星座旋转误差。星座旋转的根本原因在于星间观测(测距和测速)无法反映轨道升交点赤经的系统误差。本文对卫星自主定... 详细信息

基于星间距离测量的自主定轨对应于不可观测性问题,如果引入一个基准,虽然可保持卫星之间的相对位置关系,但是容易出现星座旋转误差。星座旋转的根本原因在于星间观测(测距和测速)无法反映轨道升交点赤经的系统误差。本文对卫星自主定轨的旋转误差以及控制方法进行了讨论和分析。

关键词：自主定轨时空基准星座旋转

导航卫星自主定轨星座旋转误差的地面校正算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2015年第4期40卷 534-539页

作者：杜玉军王甫红王泽民刘万科武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079

基于星间测距的导航卫星自主定轨不可避免地会出现星座旋转,导致轨道精度下降并对造成用户定位系统误差。对星座旋转现象的原因和影响进行了分析,指出轨道升交点赤经的系统偏差ΔΩ和地球定向参数EOP的预报误差是星座旋转的主要误差源,... 详细信息

基于星间测距的导航卫星自主定轨不可避免地会出现星座旋转,导致轨道精度下降并对造成用户定位系统误差。对星座旋转现象的原因和影响进行了分析,指出轨道升交点赤经的系统偏差ΔΩ和地球定向参数EOP的预报误差是星座旋转的主要误差源,主要表现为星座绕地球自转轴(Z轴)的旋转。在此基础上,提出一种独立、实用的星座旋转的地面校正算法,利用区域地面站的伪距观测值估计并校正星座旋转误差。仿真结果表明,使用两个测站可以估计旋转误差的三个分量,较为完善地消除星座旋转误差,显著提高用户定位的精度;使用一个测站,仅考虑关于Z轴的旋转分量,也可以校正大部分旋转误差,但校正效果略差。

关键词：导航卫星自主定轨星座旋转校正算法

采用星座旋转的高速率空时分组码空间调制算法

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西安交通大学学报 2014年第12期48卷 113-119页

作者：陈诚王磊李晓峰西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对空时分组码空间调制(STBC-SM)算法中由空间维度调制所能提供的频谱效率较低的问题,提出了一种采用星座旋转的高速率空时分组码空间调制(CR-STBC-SM)算法。该算法首先从所有有效天线组合中选择2根天线,然后从M-PSK/QAM星座图中选择... 详细信息

针对空时分组码空间调制(STBC-SM)算法中由空间维度调制所能提供的频谱效率较低的问题,提出了一种采用星座旋转的高速率空时分组码空间调制(CR-STBC-SM)算法。该算法首先从所有有效天线组合中选择2根天线,然后从M-PSK/QAM星座图中选择一组符号对,最后以Alamouti编码或其对应的星座旋转编码的形式将符号传输出去,并且为了最大化发射分集增益与编码增益,进一步对旋转角度进行了优化。此外,CR-STBC-SM算法还利用Alamouti码的正交性来实现低复杂度的最大似然译码。仿真结果表明:与STBC-SM算法相比,在发射天线数相同时,CR-STBC-SM算法可以获得额外0.5b/(s·Hz)的频谱效率;当频谱效率为4b/(s·Hz)时,2种算法的性能非常接近,但是CR-STBC-SM算法可以节省3根发射天线,从而节约了硬件资源。

关键词：空时分组码空间调制星座旋转发射分集

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利用锚固站时序差分测量消除星座旋转误差

武汉大学学报（信息科学版） 2013年第8期38卷 920-924页

作者：尚琳任前义张锐李国通上海微小卫星工程中心上海市海科路99号201203 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海市长宁路865号200050

地面锚固站能够有效解决自主定轨中存在的星座整体旋转问题,但由于星地链路存在电离层延迟、对流层延迟等较大的测距系统误差,引入锚固站后的自主定轨精度较差。针对这一问题,本文提出了一种地面锚固站时序差分测量方法,利用短时间内导... 详细信息

地面锚固站能够有效解决自主定轨中存在的星座整体旋转问题,但由于星地链路存在电离层延迟、对流层延迟等较大的测距系统误差,引入锚固站后的自主定轨精度较差。针对这一问题,本文提出了一种地面锚固站时序差分测量方法,利用短时间内导航卫星星地链路测距系统误差变化较小的原理,对同一测距链路前后不同观测历元的测距值进行差分。仿真结果表明,利用两个或两个以上地面锚固站单历元差分观测或者一个地面锚固站多历元差分测量可以有效抑制星座的整体旋转,且差分测量较直接测量方法有更高的自主定轨精度。

关键词：自主定轨星座旋转锚固站用户测距误差

星座旋转及坐标交织在DTMB系统中的应用研究

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电视技术 2013年第4期37卷 29-31,35页

作者：侯晔潘长勇杨昉成都理工大学继续教育学院四川成都610051 清华大学电子工程系北京100084 清华大学信息技术研究院北京100084

介绍了一种结合星座旋转和坐标交织的信号空间分集技术。该技术能以较低的实现复杂度为代价,提高信号分集阶数,获得分集增益。仿真结果证明,将这一技术应用于DTMB系统中,能有效地改善DTMB系统在衰落信道下的信号接收质量。

关键词： DTMB 坐标交织信号空间分集星座旋转

NGB-W系统中基于星座旋转的BICM的实现与性能分析

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电视技术 2015年第5期39卷 101-103,108页

作者：石春燕宋荣方南京邮电大学江苏南京210000

下一代无线广播网(Next Generation Broadcast-Wireless,NGB-W)中,利用复平面星座点的星座旋转以及星座点的同相分量与正交分量的交织,提出了一种更为有效的比特交织编码调制(Bit Interleaved Coded Modulation,BICM)技术方案。发送端... 详细信息

下一代无线广播网(Next Generation Broadcast-Wireless,NGB-W)中,利用复平面星座点的星座旋转以及星座点的同相分量与正交分量的交织,提出了一种更为有效的比特交织编码调制(Bit Interleaved Coded Modulation,BICM)技术方案。发送端采用这种比特交织编码调制技术,接收端可以通过引入信号空间分集来提升系统性能。仿真结果表明:由星座旋转带来的系统性能增益随信道的不同、调制阶数的不同以及LDPC编码率的不同而产生差异。

关键词：下一代无线广播网星座旋转循环延迟信号空间分集调制信道低密度奇偶校验编码