《基於無線信道特徵的物理層安全通信關鍵技術研究》是依託西安交通大學，由穆鵬程擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於無線信道特徵的物理層安全通信關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：穆鵬程
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著無線通信網路和技術在軍事民用等各領域的不斷普及，通信安全問題越來越引起人們的重視。無線通信中的安全隱患主要來自於無線信道的開放性，因此除了傳統的數據加密之外，更應該在物理層傳輸過程中尋找從根本上解決安全問題的辦法。針對無線信道的特點，本項目提出在保證期望用戶處信號同相疊加以獲得規整星座圖的同時隨機置亂竊聽者接收信號星座圖的研究思路。據此，本申請擬研究以下物理層無線安全通信關鍵技術：（1）研究基於基站端隨機天線陣列結構的無線安全傳輸技術；（2）研究基於點聚焦的無線安全傳輸機理、實現方法及關鍵的反向同步技術；（3）研究基於用戶端多天線隨機發射同步訓練符號的無線安全傳輸技術。在此基礎上，將研製出兩套4-8天線的適用於本項研究的基站實驗平台和3-5個移動終端，對提出的理論方法和技術方案進行驗證和性能評估。本項目預期在上述各方面獲得理論突破和技術創新，對無線安全通信領域的研究起到積極推動作用。
結題摘要
隨著無線通信技術在軍事民用等各領域的不斷普及，通信安全問題越來越引起人們的重視。無線通信中的安全隱患主要來自於無線信道的開放性，因此除了傳統的數據加密之外，更應該在物理層傳輸過程中尋找從根本上解決安全問題的方法。針對無線信道的特點，本項目提出在保證期望用戶處信號同相疊加以獲得規整星座圖的同時隨機置亂竊聽者接收信號星座圖的研究思路，具體研究了以下物理層無線安全通信關鍵技術： （1）在多天線基站向單天線移動台傳輸信息的下行通信過程中，提出了基於隨機選擇天線陣列加權發射的物理層無線安全傳輸方法。該方法被進一步發展為一種多天線跳空物理層無線安全傳輸新技術。 （2）研究了集中式多天線系統和分散式多天線系統中的點聚焦原理與實現方法，提出了時分雙工模式下的通道校正與反向同步技術。將點聚焦的思想引入到多用戶雙向中繼網路中，提出了分散式波束形成方法用以提高傳輸效率和安全性。 （3）在單天線移動台向多天線基站傳輸信息的上行通信過程中，研究了基於基站端多天線隨機發射訓練符號的無線安全傳輸技術，提出了一種新的兩階段傳輸方案來改進傳統的單發多收系統的物理層安全性能。考慮到協作通信也涉及單發多收問題，項目組還研究了基於波束形成與阻塞相結合的方法提高協作通信的物理層安全。 除了理論研究之外，項目組還搭建了多天線無線通信實驗平台，對提出的理論方法和技術方案進行了驗證和性能評估。理論研究和實驗結果均表明本項目所提出的方法可以提高無線通信物理層安全。此外，項目組還將研究工作擴展延伸到基於無線信道特徵的密鑰生成、多天線陣列信號處理理論以及多天線OFDM通信技術中。本項目已按計畫順利開展，在上述各方面獲得了一定的理論突破和技術創新，取得了豐富的研究成果，將對無線安全通信領域的研究起到積極推動作用。
