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无线通信的广播性和开放性导致它在传输信息时容易被窃听者非法截获，因此通信的安全性成了不容忽视的一个问题。传统的安全通信技术主要以密码学为基础，集中在通信协议栈的上层。这些技术建立在“信息层面”，其主要思想是让截获者无法解密，并没有涉及到“信号层面”的安全性。然而，多样的物理层资源为物理层的安全通信提供了可研究的空间，并且它从“信号层面”着手，比传统的安全通信技术多了一层防护层。因此本文针对物理层安全技术进行了一定研究。 基于随机过程键控的数字通信系统是一种利用随机过程产生的随机序列进行调制的物理层安全技术。本文对已有的两种随机过程键控通信系统进行了性能分析，并且提出二进制差分随机过程键控通信系统。本文的主要工作和成果如下: 1.针对无线多用户接入信道中存在脉冲噪声的问题，Cek提出了基于Alpha稳定分布噪声的随机过程键控系统。本文利用对数矩法代替分数低阶矩法，对特征指数进行估计，并且通过理论推导和仿真分析了该解调法下系统的误码率性能。对数矩法简化了接收端解调的复杂度，降低了计算量，并且能够得到较好的误码率性能。同时本文又提出了一种基于几何功率的符号同步算法。由于不同特征指数下的Alpha稳定分布过程具有不同的几何功率，因此通过计算一个比特周期内的几何功率来寻找码元的起始位置，最终达到同步。通过仿真得到的结果表明该方法具有良好的同步性能。 2.针对Anfinsen提出的AR过程键控系统模型，本文提出了一种新的解调方式。在接收端增加一个滤波器对接收到的信号进行滤波，以改变信号的平均功率。滤波后通过对信号求平均功率来进行判决。本文对提出的统计量进行了理论推导，最后通过仿真和分析，得出该解调法下系统具有较好的误码率性能，并且简化了运算。 3.考虑到高斯噪声的存在，本文在随机过程键控系统的基础上提出了一种二进制差分随机过程键控系统。以高斯信号为载波，并对在加性高斯白噪声信道和准静态衰落信道下的系统误码率进行了理论推导和分析，同时利用循环谱检测信道中是否存在信号。最后通过MATLAB仿真，与上述所介绍的随机过程键控系统进行比较，结果表明本文提出的二进制差分随机过程键控系统具有较好的安全性和较低误码率性能。