毫米波无线通信物理层安全传输技术研究

成三种物理层安全传输技术方案。论文的主要研究工作和所提出的创新性总结如下：1.旁瓣随机化的定向角度波束成形物理层安全传输技术。为解决定向波束旁瓣方向的敏感窃听难题，将波束旁瓣泄漏信号转化为人工噪声，提出了用可编程幅度权重相控阵结构实现反转幅度天线子集和最优幅度权重子集的定向波束旁瓣随机化波束成形技术方案。推导了波束形成系数和接收信号的数学统计特征定理，得到旁瓣随机化信号的近似高斯分布特征。研究人工噪声功率最大化的天线子集设计优化方案，可提升安全速率达33%。设计模拟退火粒子群优化算法构建优质天线子集矢量码本，波束旁瓣方向的随机化幅度峰值可降低21.12B。2.旋转角度波束成形物理层安全传输技术。为解决波束主瓣方向的窃听难题，通过开拓多频相控阵列的频率自由度，提出了角度距离双参数控制的可旋转角度波束成形物理层安全传输技术。提出了波束旋转定理，公式化了波束旋转角度与频率偏移增量的关系表达式。采用波束零旁瓣旋转技术避免己知位置信息的窃听。采用波束动态旋转技术降低旁瓣平均增益，避免未知位置信息的窃听者捕捉到波束主瓣实施窃听。3.定区域传输波束成形物理层安全传输技术。为解决波束主瓣传输路径上的物理层安全失效难题，提出控制多频相控子阵列的频率偏移增量矢量实现子波束在目标区域有效叠加和在目标