基于天线相关的mimo窃听信道安全性能分析

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1、学校代码10459学号或申请号201312172012密级硕士学位论文基于天线相关的MIMO窃听信道安全性能分析作者姓名：焦敬波导师姓名：王忠勇孙钢灿学科门类：工学专业名称：通信与信息系统培养院系：信息工程学院完成时间：2016年5月学位论文原创性声明本人郑重声明，，独立进行研巧所取得的：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下成果，已经发表或撰写。除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体Ｊ过的科研成莱。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体ｌ明确方式标明。，均己在文中ｔ本声

2、明的法律责任由本人承巧。学拉论文作者：曰：楚Ｉ义曰期之＿〇八年ｙ月立尸学位论文使用授权声巧本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大學。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和惜阅：本人授权郑州大学可巧本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇骗本学位论文，。本人离校后发表、使巧学位论义或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时

3、一署名单位仍然为郑州大学。第。保密论文在解密后应进守此规定：曰期学位论文作者：心年ｆ月么曰／《户AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchonMIMOwiretapchannelssecureperformancebasedonantennacorrelationByJingboJiaoSupervisor:ZhongyongWangGangcanSunCommunicationandInformation

4、SystemSchoolofInformationEngineeringMay2016摘要摘要无线安全通信一直是人们所追求的目标，但是，由于无线网络的开放性和无线终端数目的急剧增加，人们很难防止窃听者进行干扰和窃听。近年来由于多输入多输出(MIMO)技术在无线网络中的广泛使用，MIMO技术的安全问题在民用和军用领域变得越来越突出。传统的加密方法主要是在无线网络上层进行加密的，同时假设物理层能够提供很好的安全链接。作为上层加密方法的一种补充，本文是从物理层的角度去分析如何实现安全通信。与传统的加密方法不

5、同，无线通信物理层安全方法是从信息论的角度出发，给出了在MIMO窃听信道模型下实现安全传输的可行性。MIMO系统中，由于天线的排列方式以及信号到达角度不同等因素都会影响天线之间的相关性，因此在设计系统时必须考虑天线相关性。本文主要研究了在MIMO窃听信道下，发送者采用最优阶数传输天线选择(TAS)和一般阶数TAS，接收者和窃听者采用最大比合并(MRC)时，天线相关性对系统安全性能的影响。论文的主要研究成果如下：第一、分析了最优阶数TAS和MRC对MIMO窃听信道安全性能的影响，详细研究了平坦Nakag

6、ami-m衰落信道下系统的安全概率和中断概率。第二、分析了当接收者和窃听者采用MRC时，天线相关性对单输入多输出(SIMO)系统安全性能的影响。在MIMO窃听信道下，当发送者采用最优阶数TAS，接收者和窃听者采用MRC时，通过推导系统安全概率和中断概率，给出了接收者和窃听者天线相关性对系统安全性能影响的理论表达式。在此基础上，推导出了一种渐进中断概率表达式，该表达式更清楚地表明天线相关性对MIMO窃听信道安全传输的影响。第三、在MIMO窃听信道下，当发送者采用一般阶数TAS，接收者和窃听者采用MRC方

7、式接收时，推导了系统安全概率、中断概率以及渐进中断概率这三种新型的解析表达式，并分析了天线相关性与系统安全性能的关系。关键词：TASMRC物理层天线相关Nakagami-m衰落信道IAbstractAbstractPeoplehavealwaysbeenpursuingthesecuretransmissionofinformation,however,astheopennatureofwirelessnetworkandtherapidincreaseofthenumberofwirelesster

8、minals,itisdifficultforpeopletopreventtheinterferenceandeavesdropping.Inrecentyears,duetothewideuseofmultiple-inputmultiple-output(MIMO)technologyinwirelessnetworks,thesecurityproblemsofMIMOtechnologyhavebecomemoreandmoreprominen