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由于无线信道具有开放性,在保障信息安全方面,无线通信将面临更多的挑战。为提升无线通信系统的安全能力,物理层安全传输技术是近年来研究的热点之一。同时,多种新型多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术的涌现,也为物理层安全提供了新的候选技术。本论文针对方向调制(Directional Modulation,DM)、波束赋形、空间调制(Spatial Modulation,SM)等三种新型MIMO技术,提出了一系列物理层安全传输方法,并且通过理论分析与计算机验证了所提出新算法的合理性。本文的具体工作及主要贡献可以总结如下:第一章介绍了三种新型MIMO传输技术,给出了相应研究现状,并且明确了三种新型MIMO技术中需要解决的安全性问题。第二章分析了联合接收方法的系统模型与信道模型,讨论了传统阵列传输面临的安全隐患,提出了新的基于方向调制的联合接收方法用以提升系统的安全性能,同时分析推导了所提算法的理论平均误比特率,以及对所提算法进行了仿真验证和分析。第三章提出了两种新的联合空间和方向维度的安全调制方法,其中包括基于扰动矩阵的空间方向调制,以及基于随机频率分集阵列的空间方向调制,提出的算法可在保障系统安全性的同时提升传统算法的传输速率。同时,本文分析推导了相应的理论平均误比特率,以及对所提算法进行了仿真验证与分析。第四章基于混合波束赋形的架构,针对系统的不同需要,分别提出一种新的可用于混合波束赋形子连接架构的有限反馈波束赋形方法,一种新的基于频率选择性信道的多用户波束赋形方法,以及一种新的基于有限反馈的混合波束赋形设计及安全传输方法。本文分别对所提出的新算法进行了分析和仿真,验证了所提新算法较传统算法的优越性。第五章对全文进行了简要总结,并指出了MIMO物理层安全传输技术中可能的研究方向。