空间调制系统中人工噪声增强的安全传输策略

"本文提出了一种在空间调制系统中利用人工噪声实现物理层安全的抗窃听传输方案。通过发送天线序号和幅相调制符号传递信息，同时未发射幅相调制符号的天线发送人工噪声，旨在干扰窃听者的信号检测，但不影响合法接收者的信号接收。该方案进行了保密速率、合法接收者和窃听者的误比特率上界的理论分析，并通过仿真验证了其效果。研究表明，合法接收者的误比特率显著低于窃听者，且误比特率在0.5左右，能够实现较高的系统保密传输速率。关键词包括人工噪声、误比特率、物理层安全、保密速率和空间调制。" 在空间调制系统中，信息不仅通过传统的幅度和相位调制符号传输，还利用了发送天线的序号作为额外的信息载体。这种技术增加了系统的传输容量和安全性。在本研究中，提出的新方法是结合人工噪声技术，将噪声定向发送到非法接收者（窃听者）的信道方向，即在合法信道的零空间上。这样做的好处是，噪声对合法接收者的信号几乎不造成影响，因为它们处于不同的空间模式下，而对窃听者则形成强烈的干扰，降低了其解码信息的能力。 物理层安全是现代通信系统中一个重要的研究领域，它关注如何在无线通信中利用信道的物理特性来保障信息安全。在本方案中，物理层安全体现在通过人工噪声增强窃听者的解码难度，从而提高系统的信息保密性。理论分析和仿真结果均显示，这种方法能有效降低窃听者的误比特率，使系统能在保持较高传输速率的同时，提供良好的保密性能。 误比特率（Bit Error Rate, BER）是衡量通信系统性能的重要指标，它反映了数据传输错误的概率。本研究中，合法接收者的误比特率远低于窃听者，这表明该方案有效地保护了信息的安全性。在误比特率接近0.5时，意味着系统的传输效率和安全性之间达到了一个平衡点，能够实现较高的保密传输速率。 这项研究为空间调制系统提供了新的安全策略，通过智能地利用人工噪声干扰窃听者，提高了系统的物理层安全性。这种方法对于未来的无线通信系统设计，尤其是在安全性和可靠性要求高的应用场景中，具有重要的参考价值。