基于人工干扰的MISO窃听信道可达保密速率研究

本文研究了高斯MISO窃听信道的可达保密速率问题.系统模型包括一个发送者,一个接收者和一个窃听者.发送者将发送功率分成两部分,一部分功率发送信号,一部分功率发送人工干扰信号.推导出了采用人工干扰时的系统可达保密速率公式,并通过优化信号功率和噪声功率的比例,最大化可达保密速率.仿真结果验证了本文提出的人工干扰策略的有效性.     

MIMO的反馈信道研究

该文提出了在闭环MIMO容量研究中引入了率失真理论的研究方法,推导出了反馈信道速率和闭环MIMO容量之间的数学关系。通过理论分析和仿真结果,得出了有关反馈信道速率与信噪比,天线数,闭环MIMO容量之间变化关系的四个重要结论。为实际的闭环MIMO系统设计提供了折衷反馈信道开销和闭环MIMO容量的依据,对系统设计有重要的指导意义.     

联合波束域分解和SVD的多用户大规模MIMO系统信道估计

针对TDD(Time Division Duplex)模式下的多用户大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统,本文研究了将波束域分解和SVD(Singular Value Decomposition)同时用于该系统的信道估计。当基站天线数目较多时,信道估计误差、导频开销、信道估计算法的复杂度等问题将成为影响大规模MIMO系统性能的关键因素。运用波束域分解理论,将多用户的大规模MIMO系统分解成多个单用户的大规模MIMO系统,同时从波束域对信道建模,该方法降低导频开销的同时也减小了信道估计误差。另外运用SVD对信道自相关矩阵优化,可以进一步降低信道估计算法的复杂度。基于以上两点,本文提出了一种联合波束域分解和SVD的大规模MIMO信道估计方案,并推导出了估计误差协方差矩阵的闭式表达式。仿真结果表明,与同类方案相比,本文提出的方案具有更好的信道估计性能。      

基于信道CSI的抗窃听信号安全保障方法研究

随着无线通信网络在全球范围内蓬勃发展,无线通信网络中的隐私和安全问题引起了广泛的研究。物理层安全技术方案已被证明是解决未来网络安全性能的重要方案,有望满足日益增长的用户安全通信需求。为了防止窃听者窃取保密信息,在合法信道和窃听信道的信道状态信息（Channel State Information,CSI）已知的情况下,文章提出一种抗窃听物理层安全预编码方案。该方案能够有效提升合法信道的信道容量,在合法用户（Bob）和窃听用户（Eve）之间产生容量差以保证信息的安全传输,同时使得合法用户的中断概率远低于窃听用户,从而保证信息传输的可靠性。仿真结果证明了所提方案的有效性。     

能量收集型高斯窃听信道安全速率的优化

针对无线网络存在安全威胁和能量受限的问题,该文研究了基于ST(Save-then-Transmit)协议的能量收集型高斯窃听信道的安全通信。首先,对系统安全速率最大化进行研究;其次,为进一步提高系统安全速率,给出了协作抗干扰方案,并讨论了该方案提高安全速率的充分必要条件,且提出了该方案下安全速率的迭代优化算法;最后,给出了一种复杂度低的单辅助端的选择方案。仿真结果表明,第1种优化方案明显提高了系统的安全速率;第2种协作抗干扰方案可进一步提高系统的安全速率且收敛速度较快;当原能量收集型高斯窃听信道不能进行安全通信时,协作抗干扰方案可在一定条件下实现安全传输。     

窃听信道相关条件下最大比传输技术安全分析

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技术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）该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天线选择的优势逐渐变小。      

基于子空间相关信道模型的大规模MIMO信道估计

考虑到大规模MIMO系统的信道向量近似正交以及大量可用自由度,可以对接收信号运用奇异值分解(SVD)理论进行信道估计,并且产生的模糊矩阵用一小段导频就可以完全解决。MIMO系统的性能依赖于传播环境的复杂度和所用天线阵列的性能,更依赖于实际信道所提供的自由度。因此介绍了一种信道模型,该模型中角域划分为有限的信号到达方向,也就是到达角(AOA),并考虑在上行链路中将优于特征值分解(EVD)的SVD运用在AOA相关信道模型上进行信道估计。仿真结果显示,相关信道模型下此估计器的估计精度与基于导频的方法相比可以实现大幅度提高,以达到提高大规模MIMO系统性能的目的。     

浅谈基于协作的无线窃听信道安全通信与功率分配

本文具体探讨基于协作的无线窃听信道安全通信与功率分配,希望能为相关人士提供一些参考.     

频选MIMO信道下低复杂度PDA SIC算法

为了同时消除频率选择性MIMO系统中的天线间干扰（MAD和码间干扰（ISI），本文将基于信道矩阵QR分解的串行干扰消除（SIC）算法和概率数据辅助（PDA）均衡算法相结合，提出了一种低复杂度的软判决迭代均衡算法。该算法一方面很好地消除了MAI，另一方面将传统PDA算法中大量的矩阵运算简化为数值计算，降低了系统的计算复杂度，并获得了良好的性能。     

MIMO干扰信道下低复杂度的分布式干扰对齐算法

干扰对齐技术可以有效地提高干扰信道容量和抑制干扰,其问题归结为求得闭式解。传统的干扰对齐方案根据信道的互易性,采用迭代的方法（分布式）来逼近闭式解,但带来了较大的计算开销。本文在K用户MIMO干扰信道系统中提出一种低复杂度的分布式干扰对齐算法,通过对用户K的干扰协方差矩阵进行基于修正的Gram-Schmidt方法使用排序QR分解,选出酉矩阵Q最后的dk列作为用户近似的干扰抑制滤波矩阵,和传统分布式干扰对齐方案相比,在基本保持系统容量和迭代收敛速度的同时,系统的复杂度明显降低。仿真结果验证了算法的有效性。      

Enhancing secrecy capacity of multi‐relay wiretap systems with partial channel state information

Distributed precoding has provento be capable of enhancing the secrecy capacity of the multi‐relay wiretap system. An iterative distributed precoding and channel state information (CSI) sharing scheme can be used to reduce the CSI overhead at each relay node. However, in practical applications, the CSI of each relay node cannot be perfectly known to themselves, especially that of the relay‐eavesdropper channels. Thus, partial CSI for the relay‐eavesdropper links is assumed, and the corresponding distributed precoding and CSI sharing schemes are investigated. Under the assumption that the average value of the relay‐eavesdropper channel is known at each relay node, an extended iterative distributed precoding and CSI sharing scheme is proposed. Simulation results demonstrate that with the increase of the power ratio of the constant part to the random part of the relay‐eavesdropper channels, the proposed scheme with partial CSI performs increasingly close to the one with perfect CSI in secrecy capacity. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

MIMO信道容量的研究与仿真

MIMO技术可以在不增加带宽和发射功率的情况下提高信道容量和频谱利用率。本文使用MATLAB建立SISO、SIMO、MISO、MIMO等无线信道,进行综合仿真并分析。通过仿真,我们得知,MIMO不但能有效地提高信道的容量,同时可以改善信道的平均信道容量和中断信道容量。     

MIMO全双工双向通信系统平均保密和速率的优化

研究多入多出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）同时同频全双工双向通信系统中,合法节点在接收信息的同时向对方发送保密信息,并发送零空间人工噪声干扰窃听节点的物理层安全方案的优化问题.针对窃听信道状态信息仅统计分布已知,且存在残余自干扰的情况,首先推导出系统平均保密和速率的闭合表达式,进一步给出其下界.在此基础上,以最大化系统该下界为目标,对两节点的信息信号与人工噪声的功率分配因子、信息信号的功率分配矩阵进行联合优化.采用迭代的方法进行优化,每轮迭代中,先固定前者,优化后者,再固定后者,优化前者.使用DC（Difference of Concave/Convex,DC）规划优化信息信号功率分配矩阵,使用遗传算法优化信息信号与人工噪声的功率分配因子.对所提方案进行了仿真验证,证明理论推导正确,优化算法能有效地提高系统的平均保密和速率.     

无人机辅助物理层安全下的保密性能优化

信息安全是影响物联网(IoT)应用的关键因素之一,物理层安全是解决物联网信息通信安全问题的有效技术。该文针对物联网中带有主动攻击的全双工窃听者,利用无人机(UAV)辅助发射人工噪声的方法,提升系统物理层安全性能。为了跟踪窃听者位置移动,首先采用贝叶斯测距和最小二乘法迭代估计窃听者位置,然后提出基于Q-learning的无人机轨迹优化算法,以达到在窃听者移动情况下系统保密性能最优。仿真结果表明,该算法能快速收敛,并且无人机能够跟踪窃听者移动来确定自身最佳位置,对窃听信道实施有效干扰,从而保证系统可达安全速率最大。     

空间色噪声环境下双基地MIMO雷达角度和多普勒频率联合估计方法

该文提出了一种空间色噪声环境下双基地MIMO雷达角度和多普勒频率的联合估计方法。该方法利用相邻时刻匹配滤波器输出的互相关矩阵构造新矩阵,消除了空间色噪声的影响,通过对其进行奇异值分解(SVD)获得信号子空间,然后将相邻时刻匹配滤波器输出的时间相位差作为时间旋转因子,采用ESPRIT方法获得目标多普勒频率、波离方向(DOD)和波达方向(DOA)的联合估计。该方法没有阵列孔径损失,且所估计参数能够实现自动配对。计算机仿     

空时频互相关MIMO衰落信道仿真及其性能分析

本文针对频率选择性MIMO信道,提出扩展的抽头延迟线模型,推导出各抽头之间的互相关函数,得出了抽头之间相互独立的条件,并且针对MIMO信道的抽头延迟线模型,给出了AR模型仿真实现算法,最后用文献资料中的数据验证了仿真算法的准确性。     

Performance analysis of decision directed maximum likelihood MIMO channel tracking algorithm

In this paper, the performance of decision directed (DD) maximum likelihood (ML) channel tracking algorithm is analyzed. The ML channel tracking algorithm presents efficient performance especially in the decision directed mode of the operation. In this paper, after introducing the method for analysis of DD algorithms, the performance of ML MIMO channel tracking algorithm in the DD mode of operation is analyzed. In this method channel tracking error is evaluated for a given decision error rate. Then, the decision error rate is approximated for a given channel tracking error. By solving these two derived equations jointly, both the decision error rate and the channel tracking error are computed. The presented analysis is compared with simulation results for different channel ranks, Doppler frequency shifts, and signal‐to‐noise ratios, and it is shown that the analysis is a good match for simulation results especially in high rank MIMO channels and high Doppler shifts. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Allocation of resources for the Gaussian multiple access channel with practical partial cooperation

A Gaussian multiple access channel, with partial cooperation between sources, is considered. We develop an encoding scheme in which the transmission is carried out over three orthogonal time phases. The first two phases are exploited such that the two sources can practically and partially exchange their messages. In particular, each phase is terminated when each user can generate the other user’s codeword. Then, the two users can cooperatively transmit in the third phase. This formulation is used to (i) develop the achievable rate region, and (ii) numerically study the importance of each phase’s length and the allocated power to each user in the three characterized transmission phases.     

Performance of VBLAST Systems Based on Spatial Correlated MIMO Channels

1　Introduction　Recentinformationtheoryresultshaveshowntheenormouscapacitypotentialofwirelesscommunica tionsystemswithantennaarraysatboththetrans mitterandreceiver[1～ 3] .TheVBLASTarchitec ture[4～ 5] isonesuchapproach .VBLASTsystemstransmitparalleldatastreams,usingmultipleanten nas,simultaneouslyandinthesamefrequencyband .Withrichmultipathpropagation ,thesedif ferentstreamscanbeseparatedatthereceiverbe causeoftheirdistinctspatialsignatures.Inaflat fadingscatteringenvironmentwithindepen…