【摘 要】
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多点协作通信由于具有扩大传输范围和增大接收功率等优势得到了关注。然而,由于传输信道的开放性,在多点协作通信中会面临信息容易遭到截获、攻击以及破坏等安全问题。其中,信息被窃听者进行截获是更为普遍的安全问题。由于协作节点位置分布不同,形成的旁瓣波束往往是不对称且拥有较高辐射功率,窃听者容易捕获到信号,这使得通信传输过程面临巨大的安全隐患。因此,本文关注于旁瓣高辐射功率造成通信安全问题,提出使得窃听区域
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多点协作通信由于具有扩大传输范围和增大接收功率等优势得到了关注。然而,由于传输信道的开放性,在多点协作通信中会面临信息容易遭到截获、攻击以及破坏等安全问题。其中,信息被窃听者进行截获是更为普遍的安全问题。由于协作节点位置分布不同,形成的旁瓣波束往往是不对称且拥有较高辐射功率,窃听者容易捕获到信号,这使得通信传输过程面临巨大的安全隐患。因此,本文关注于旁瓣高辐射功率造成通信安全问题,提出使得窃听区域方向上波束低辐射的多点协作通信发射方案,降低非期待接收者捕获到信号的可能性,增强合法链路传输的安全性。本文的主要贡献如下:(1)提出了多点协作通信的低辐射发射方案,实现降低非期待接收者捕获到信号的可能性。针对旁瓣高辐射功率造成通信安全问题,在窃听区域分别为一维圆线建模情形下和二维扇环建模情形下,首先推导两类窃听区域下的截获面积公式并作为评价指标;其次基于截获面积最小化,在两类窃听区域情形下分别提出一种波束优化算法。该算法能获得协作节点的发射权值,实现低辐射发射方案。最后与其它方案对比下,通过仿真实验分析波束图案和探究关键参数的作用,验证所提方案的有效性和优势所在。(2)为了进一步降低非期待接收者捕获到信号的可能性,提出了引入中继方式实现多点协作通信的低辐射发射方案。在窃听区域为二维情形并以扇环建模下,基于截获面积最小化,推导引入中继下的截获面积公式;再对中继位置区域进行基于窃听区域位置和基于圆心距的分类,然后在中继位置区域分类结果上,利用不同中继对应的两段传输过程截获面积率之间的关系确定最佳中继位置可能出现区域;通过遍历最佳中继位置可能出现区域确定未优化下的最佳中继位置,进而使用波束优化确定优化后的最佳中继位置和协作节点相应的发射权值,实现低辐射发射方案。通过仿真实验验证了所提方案实现系统低截获性的有效性,并分析了窃听区域大小不同带来的影响;在与其它方案对比下,分析了不同损耗因子和截获门限对截获面积的影响,表明所提方案的优势。通过以上研究,进一步实现系统的低截获性,增强系统的通信安全。本文进行了基于多点协作的低辐射发射方案研究。针对旁瓣高辐射功率造成通信安全问题,提出了无中继和有中继下多点协作通信的低辐射发射方案。在与其它的研究工作相比下,通过分析波束图案和系统关键影响性因子,验证所提方案的有效性和优势之处。
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