多天线多载波系统物理层安全研究进展

无线通信传播媒介的开放性,使得无线通信的安全问题无处不在,并且成为了无线通信网络的重要研究课题。而物理层安全技术是指在物理层利用无线信道的随机特性,通过调制编码等技术实现信息的保密传输目标,是未来实现无线网络安全的重要技术分支。随着物理层先进传输技术——多天线、多载波技术的广泛采用,为物理层安全技术提供了更多的可行方案。针对多天线多载波技术推动的无线物理层安全研究最新进展,重点介绍了正交频分复用系统采用时域人造噪声提高安全速率的新方法,最后对未来无线物理层安全的若干潜在研究方向进行了展望。

自适应THP模运算因子选取方法

以下行多用户多输入单输出(MU-MISO)系统为例,分析了在发送端采用汤姆林森-哈拉希玛预编码(THP)时,模运算因子的选取对系统性能的影响。通过考察每一步与该因子相关的数据处理过程,说明了在低信噪比(SNR)区域,为了获得较好的系统性能,应当在保证星座图不重叠的基础上,使模运算因子尽可能地小。而后通过固定SNR下的梯度调整,寻找出最佳的模运算因子。通过仿真可以看出,理论分析结果与蒙特卡洛仿真结果相吻合,随着SNR的增加,系统的最佳模运算因子趋于某个固定值,该值与经典论文在对应调制方式下的推荐值相接近。为了优化低SNR区域的系统性能,该文进一步提出了一种自适应的模运算因子选取方法。

基于门限控制的新型矢量扰动预编码方法

以下行多用户多输入单输出系统为例,分析了在发送端采用矢量扰动预编码时,信道矩阵的条件数大小对算法复杂度及其系统性能的影响。通过蒙特卡洛仿真发现,当信道矩阵的条件数较小时,硬性采用矢量扰动预编码所寻找出来的扰动矢量大多是零矢量,此时不恰当的扰动甚至可能增大信号发送功率,导致不必要的浪费。当信道矩阵的条件数较大时,采用格基约缩的方法可以降低搜索扰动矢量的复杂度。在此基础上,提出了一种基于门限控制的新型矢量扰动预编码方法,该方法相对于传统的完全不考虑信道特性的矢量扰动预编码,可以极小的性能损失换取计算复杂度的显著降低。

二维MMSE信道估计算法研究与FPGA实现

OFDM把宽带频率选择性衰落划分为多个窄带平坦衰落,能有效地对抗衰落信道符号间干扰,广泛应用于数字电视、无线局域网以及4G移动通信领域。信道估计作为OFDM关键技术之一,针对给定信道的最大多普勒频移、最大多径时延条件下,利用二维MMSE算法设计最优导频图案以及维纳滤波插值阶数,并且在FPGA中进行实现。与常规二维维纳滤波相比,其具有硬件复杂度低,接近理想估计性能的特点,具有一定的工程参考和应用价值。