利用分布式相干传输和空间信号分解实现安全的无线通信

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：Secure Wireless Communication Using Distributed Coherent Transmission and Spatial Signal Decomposition

　　

摘要：

我们提出了一种新的无线通信安全方法，该方法利用相干分布式传输信号来实现，这些信号在由两个元件组成的分布式天线阵列中被空间分解。微波无线系统的高精度分布式协调支持从不同发射器传输信号的不同部分，使得这些部分在指定目的地处相干合并。在本文中，我们使用一个由两个元件组成的相干分布式相控阵来探讨这一概念，其中每个发射器发送通信信号的一个独立分量，每个符号被分解为两个伪随机信号向量的和，这些向量的相干叠加产生了预期的符号。通过使用分布式波束成形将传输指向目标接收器，两个向量分量的叠加主要局限于目标接收器的空间区域内。我们在一个工作频率为3 GHz的50?λ阵列中实现了该技术。我们通过仿真和测量评估了二维空间中的符号错误率（SER），结果表明该方法能够创建一个空间受限的安全区域，在该区域内信息可以恢复（即接收信号的SER较低），而在该区域之外信息无法恢复（SER较高）。所提出的系统还与传统的波束成形系统进行了比较，在传统系统中每个节点发送相同的数据。实验验证表明，我们的方法在侧向位置的SER为0.0082，而在所有其他位置的SER均高于0.25，而传统波束成形方法在所有测量位置的SER均为0。