安全可靠的物理层编码机制的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的进步与发展，当今世界早已进入了信息时代，经过将近半个世纪的发展，信息技术已经融入到了人类生活的各个角落。信息技术的发展让各种可能的无线网络与传输技术成为了一个新的研究方向，并且，无线网络通信在我们的生活中得到了广泛的应用。

在通信技术的发展过程中，信息的价值不断被人们所发掘，信息安全问题的重要性也凸显了出来，尤其是在涉及国家、军事、商业机密的无线电通信中，通信信息与信息的安全性稳定性并重。信息安全已经成为了通信系统设计中的重要一环。因此，在研究和认知无线电通信时，必定要考虑其系统的稳定性与安全性。

无线通信所使用的信道是天然的广播信道，其不可避免的会面临着干扰、窃听和攻击等安全问题，所以无线通信的安全性在其被提出的时候就已成为工程技术人员必须面临的技术问题。传统的通信保密技术主要是以密码学为基础的相关加密技术，但由于密钥是有限的，这种方法在当今计算机飞速发展的情况下，这种加密方式已经不能满足人们的需求。随着近些年来国内外对无线信道的研究的深入，以及各种相关技术的发展，无线通讯的物理层资源得到了充分的应用，根据其物理层的资源与特性，人们利用合法信道特性的唯一性和互异性，来实现信息的加密与辨别合法用户。

2. 研究的基本内容与方案

传统的物理层编码通常是用来保证通信的可靠性的纠错编码，然而近年来，物理层的安全编码也得到学者的进一步研究，有了迅速的发展。因此，在物理层通过信道编码的方式来同时提升信息传输的可靠性和安全性成为一个热门的研究方向。

本次毕业设计的研究通过对传统的物理层纠错编译码理论以及经典的安全编译码理论的学习，在此基础上建立一个串行的可靠安全的物理层编码机制，并通过matlab仿真验证该机制下通信的可靠性与安全性。

在学习传统的纠错编译码理论的同时，学习了解ldpc码及turbo码的编译码方式，在不同的信噪比环境中对比两种编码方式的优缺点，为之后的研究做准备；学习吴宇飞博士基于matlab软件对turbo码经典编程仿真，并基于此仿真过程对ldpc码进行仿真。在自己学习的基础上，提出一个可行的串行的可靠安全的物理层编码方案，通过一系列的计算验证该编码方式的平均译码错误概率和编码后的信息率是否符合设计要求，并通过matlab仿真来验证该方案是否可行，之后模拟一个有噪信道，在此环境条件下通过仿真测试检验该编码的抗干扰能力和稳定性，并模拟非法用户窃听合法用户信息，检验该编码方式的安全性。

3. 研究计划与安排

1－3周：查阅相关文献资料，熟悉题目含义及基本研究内容，撰写开题报告。

4－9周：完成相关理论知识的学习与研究，对经典编码理论及可靠性、安全性的度量进行学习。

10－14周：设计串行编码机制，并对其可靠性、安全性进行仿真。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]周贤伟,王义江,王丽娜.认知无线电物理层安全研究[j].电讯技术，2008，48（6）：1-5

[2]王东明，侯晓赟，余世剑.无线网络中的物理层网络编码技术[j].电信快报:网络与通信，2008(6):6-8

[3]陈晨.物理层网络编码的研究[d].北京大学.2009