1。2  国内外研究现状

1。3  论文结构

论文的内容安排如下：

第一章：主要介绍了物理层安全技术的研究背景和DM技术的国内外发展现状；

第二章：进一步分析了静态和动态DM发射机阵列的设计过程及其相应的度量指标。文献综述

第三章：研究了基于正交投影法的多波束DM模型；同时，为进一步提高方向调制的合成性能，论文设计了基于Max-SLNR的DM优化方案。与上述两种方案相比，由于Max-SLNR方案综合考虑了接收机噪声的影响，将波束成形的优化算法转换为二次的特征向量问题，可以有效提升多用户在期望方向上的无干扰信息接收。

2  方向调制基本原理和度量指标

2。1  引言

如上所述，实现DM系统的合成技术有很多种，此处需要一类描述技术，满足架构独立，并适用于任何类别的系统分析。基于可重构的阵元激励方案，文献[27]进一步总结了现有的四类DM合成方案：正交矢量表示法[15]、BER激励的DM合成法[27]、远场辐射模式分离法[28]以及远场模式分离法[26]。其中，正交矢量表示模型与信息理论界的AN概念（正交干扰）密切相关[15]，通过在DM系统的优化过程中施加矢量路径约束，来获得DM合成的必要条件和充分条件。值得注意的是，该方案不受限于DM发射机阵列的物理结构以及特定的性能指标，是实现DM系统合成的通用方案。根据非期望方向上的信号畸变是否随时间固定，DM合成技术进一步分为静态方向调制 (Static DM, SDM) 技术和动态方向调制 (Dynamic DM, DDM) 技术两种模式[15][24]，其中，动态DM系统通过非期望方向上增强的随机扰动机制可以提供更为稳定的安全传输性能。

同时，为比较不同方案合成的DM及其系统性能，还需要一套合适的度量标准。考虑QPSK DM系统，文献[17-20]等综合提出了基于“最小欧氏距离解码”的闭型BER公式，并在文献[18]和[19]中进行了修正和扩展。然而，误码率作为一种性能指标，很大程度上依赖于接收机的功能特性，还需要进一步的讨论。因此，文献[15]提出，由加性高斯白噪声信道中发送的一串随机码元数据流得到的误码率，是有效评估DM系统的度量指标。随后，使用随机QPSK数据流的BER仿真结果也在文献[25]中得到了验证。

基于此，本节主要关注了正交矢量的表示方案，通过DM优化过程中的矢量路径和星座轨迹分析，进一步讨论了两种DM发射机阵列的合成设计和度量标准问题。

2。2  方向调制的合成技术

2。2。1  方向调制合成的基本原理

考虑半波长间距的一维N元各向同性的均匀阵列，空间方向上的远场电场给定为，

式中，下标“m”对应第m个发送符号，为空间方向，相位基准设置为阵列的几何中心。由于波束成形网络是线性的，且通常自适应其信道衰落率，基于信息调制速率，其复增益可视为一个常数。因此，各空间方向调制的远场电场与调制数成比例（复权重记为M），参见式（2。1），IQ空间的星座模式在所有空间方向上均维持一致。

为提高系统的安全级别，以调制速率改变来引入另一个自由度，记为。由于与同时以信息调制速率进行更新，可以消除上述和间的相关性。此时，远场电场可看作为IQ空间中的星座点，对第m个传输的符号记为，

对每个传输符号，的矢量和对应于IQ空间中的标准星座点，沿且仅沿期望方向。其中，不同的矢量路径必然导致不同的星座轨迹，这是由于的正交性保证的；同时，考虑第q个传输符号，如果对每个而言，与均呈相同的比例因子K，则星座轨迹也与也满足比例因子K。上述两个性质同时表明，如果其中的两条矢量路径和线性无关，即可保证其他方向上的星座轨迹产生畸变失真。因此，满足下列条件即可获得DM性质：来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-