基于Polar碼的物理層安全編碼方法研究.pdf

1、利用噪聲和衰落等物理信道本身的特性，物理層安全可以達到信息理論意義上的安全，近年來引起了廣泛的關注。Polar碼是基于信道特征設計的糾錯碼，且理論上可達到香農信道容量極限，適用于物理層安全。論文研究搭線竊聽信道和中繼竊聽信道下基于Polar碼的物理層安全編碼方法，具有重要的理論意義和參考價值。
　　論文的主要研究內容如下：
　　(1)針對搭線竊聽信道中的安全編碼問題，論文考慮通過引入刪余機制隱藏Polar碼在信道傳輸中的部分

2、碼字比特來增強通信的安全性。首先，論文給出一個新型的刪余Polar碼方法，將巴氏參數應用于編碼比特的可信度計算，通過可信度數值選擇刪余比特位置，從而獲得基于編碼比特可信度的刪余Polar碼方法。其次，利用可信度刪余Polar碼，最大程度地增加合法用戶和竊聽者恢復信息程度的差異。數值仿真結果表明，可信度刪余Polar碼方法與隨機刪余、截止樹刪余方法相比，安全間隙分別下降了1.7dB和2.0dB，因此所需的安全間隙最小。在信道退化較小的條件

3、下，可信度刪余Polar碼保證了信息傳輸的安全和可靠。
　　(2)中繼節(jié)點可分為可信任節(jié)點和不可信節(jié)點兩種情況，論文給出這兩種情形下的基于Polar碼的中繼竊聽信道中的安全編碼方法。首先，論文給出一種基于Polar碼的可信任中繼竊聽信道中的安全編碼改進方法，方法采用譯碼轉發(fā)(DF)協(xié)議，在第二時隙傳輸時不限定中繼信道的退化條件，且在安全編碼時無需加入額外的隨機噪聲序列；其次，論文給出一種基于Polar碼的不可信中繼竊聽信道中的安全

4、編碼方法，方法采用放大轉發(fā)(AF)協(xié)議，將Polar碼的生成矩陣作為私鑰，并采用McEliece密碼體制生成公鑰矩陣對信息進行加密編碼。數值仿真結果表明，在可信任中繼竊聽信道中采用提出的第一種安全編碼改進方法時，當信道的信噪比(SNR)為3dB時，安全傳輸速率由0.16bits/Sys增加到0.42bits/Sys；而當信道的SNR為8dB時，安全傳輸速率由0.36bits/Sys提高到0.62bits/Sys，因此改進方法提高了源節(jié)點