基于信道估计的物理层安全多天线选择功率分配方案-计算机应用研究.PDF

第３４卷第３期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３４Ｎｏ３ ２０１７年３月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｍａｒ．２０１７ 基于信道估计的物理层安全多天线 选择功率分配方案 曾凌清，蔡晓霞，陈　红，朱文丽 （电子工程学院，合肥２３００３７） 摘　要：针对多天线选择方案提高物理层安全的研究中信道已知条件的设定过于理想这一问题，提出利用导频 信号估计主信道并进行多天线选择的方案。接收端发送导频信号供发射端进行主信道估计，发射端利用估计的 信道状态信息选出多根天线并进行功率分配，推导所提方案的必威体育官网网址容量并设计仿真实例。结果表明，所提方案 －４ 在估计误差条件下达成了低信噪比时的非零必威体育官网网址容量，且接收方误码率随信噪比增大急剧减小至１０ ，而窃听 方的误码率保持较高，验证了所提方案的有效性和可行性。 关键词：物理层安全；多天线选择；训练序列；信道估计；必威体育官网网址容量 中图分类号：ＴＮ９１８８２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１７）０３０８７９０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１７．０３．０５６ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒｓｅｃｕｒｉｔｙｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｍｕｌｔｉａｎｔｅｎｎａｓ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｒａｉｎｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅｃｈａｎｎｅｌｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ＺｅｎｇＬｉｎｇｑｉｎｇ，ＣａｉＸｉａｏｘｉａ，ＣｈｅｎＨｏｎｇ，ＺｈｕＷｅｎｌｉ （ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒｓｅｃｕｒｉｔｙｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｍｕｌｔｉａｎｔｅｎｎａｓｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｔｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，ｔｈｅ ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｋｎｏｗｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｓｔａｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＣＳＩ）ｏｆｍａｉｎｃｈａｎｎｅｌｈａｓｂｅｅｎｅｘｃｅｓｓｉｖｅｌｙｉｄｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｓｉ ｄｅｒｅｄａｐｒａｃｔｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｃｈａｎｎｅｌｅｓｔｉｍａｔｉｏｎａｔｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｓｅｌｅｃｔｅｄｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｓｕｓｉｎｇｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄ ＣＳＩｏｆｍａｉｎｃｈａｎｎｅｌ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈｅＣＳＩｏｆｍａｉｎｃｈａｎｎｅｌｂｙｒｅｃｅｉｖｉｎｇｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅｓｅｎｄｉｎｇｂｙ ｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒ．ＴｈｅｎｉｔｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｔｅｎｎａｓａｎｄａｌｌｏｃａｔｅｄｔｒａｎｓｍｉｔｐｏｗｅｒｏｆｅａｃｈａｎｔｅｎｎａｕｓｉｎｇｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄＣＳＩ．Ｉｔｄｅｄｕｃｅｄｔｈｅ ｓｅｃｒｅｃｙｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｃｈｅｍｅａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｅｓｔａｎｄｖｅｒｉｆｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｃｈｅｍｅ ａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｎｏｎｚｅｒｏｓｅｃｒｅｃｙｃａｐａｃｉｔｙｉｎｌｏｗｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｗｉｔｈｃｈａｎｎｅｌｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｅｒｒｏｒ．Ｂｉｔｅｒｒｏｒｒａｔｅ（ＢＥＲ）ｏｆｒｅｃｅｉ －４ ｖｅｒｉｓｓｈａｒｐｌｙｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｏ１０ ａｌｏ