基于陣列的方向調(diào)制在安全通信上的應(yīng)用研究.pdf

1、基于方向調(diào)制的物理層安全無(wú)線通信技術(shù)目前受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究，其基本原理是將相（頻）控陣波束合成與信號(hào)期望到達(dá)的方向（位置）進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，使得發(fā)射的信號(hào)只在期望的方向（位置）上形成穩(wěn)定的、可被識(shí)別的星座圖，而在非期望方向（位置）造成星座紊亂的跡象。本文重點(diǎn)研究了基于頻控陣的方向調(diào)制技術(shù)和相應(yīng)的物理層安全通信原理。論文的主要工作如下：
　　1.通過(guò)理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)仿真等方法分析了頻控陣波束的主要特點(diǎn)：頻控陣波束具有距離周期性，

2、在陣列發(fā)射位置呈螺旋向外擴(kuò)散的現(xiàn)象。本文提出了“S”形頻控陣波束的實(shí)現(xiàn)方法，這種波束可用于干擾敵方雷達(dá)，充分展現(xiàn)了頻控陣的一些優(yōu)勢(shì)。隨后通過(guò)MATLAB軟件仿真驗(yàn)證了“S”波束和點(diǎn)形波束實(shí)現(xiàn)方法的可行性。
　　2.在研究并分析了通過(guò)遺傳算法來(lái)計(jì)算相位偏移的相控陣方向調(diào)制的基本原理和方法基礎(chǔ)上，結(jié)合粒子群算法，給出了基于粒子群算法的相控陣方向調(diào)制方法。由于遺傳算法收斂性不夠好，不能保證每次迭代出結(jié)果，而這種方法在計(jì)算相位偏移的效率上

3、有了進(jìn)一步的提升，并且每次都能得到最優(yōu)解。在已有的相控陣方向調(diào)制的基礎(chǔ)上提出了基于頻控陣的方向調(diào)制方法，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接收機(jī)位置更精確的選擇（方向、距離雙重選擇）。尤其是在竊聽(tīng)接收機(jī)和期望接收機(jī)同方向的情況下，采用頻控陣作為發(fā)射陣列能夠?qū)崿F(xiàn)安全通信，計(jì)算機(jī)仿真也驗(yàn)證了其正確性。
　　3.在對(duì)基于切換天線陣列的方向調(diào)制擴(kuò)頻技術(shù)分析中，比較了在已有的切換方案條件下利用單一陣元和子陣分別作為切換單元系統(tǒng)的誤碼率和安全性能。由于陣列增

4、益的存在，單一天線的安全性能比不上子陣，而針對(duì)目前已有的子陣切換方案的天線利用率低的局限，本文提出了一種新的天線（陣列）切換方案，這種方案相對(duì)于單一天線切換而言提高了安全性能，而對(duì)于已有的子陣切換提高了天線的利用率，該方案的有效性最終也通過(guò)了仿真驗(yàn)證。
　　4.在 MATLAB平臺(tái)上搭建了一個(gè)采用方向調(diào)制技術(shù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的安全通信軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)分別采用相控陣和頻控陣作為發(fā)射陣列，并且對(duì)這兩種方式的理論誤碼率和實(shí)際誤碼率進(jìn)行了仿真和測(cè)