本文主要探究多天線無線通信系統(tǒng)中的物理層安全問題,將分為傳統(tǒng)頻段與毫米波頻段分別展開算法的設(shè)計。在傳統(tǒng)頻段,系統(tǒng)存在被動偷聽者的情況已經(jīng)得到了廣泛細(xì)致的研究,因此,本文考查系統(tǒng)中存在一名積極偷聽者時的情況。該偷聽者發(fā)動導(dǎo)頻欺騙攻擊,使得發(fā)送方在上行導(dǎo)頻訓(xùn)練階段錯誤估計信道信息,造成下行數(shù)據(jù)傳輸過程中合法通信質(zhì)量下降,更會導(dǎo)致嚴(yán)重的信息泄露。為了檢測這種導(dǎo)頻欺騙攻擊并最大程度降低其帶來的危害,本文提出了一種利用隨機導(dǎo)頻信號輔助的導(dǎo)頻檢測攻擊算法。當(dāng)檢測器返回“系統(tǒng)不存在導(dǎo)頻欺騙攻擊”時,本文提出了兩個增強算法:一是能夠提高信道估計準(zhǔn)確性的信道信息估計增強算法;二是能夠有效防止由于檢測器漏檢造成信息泄露的下行數(shù)據(jù)保密傳輸策略。大量仿真實驗證明,所提隨機導(dǎo)頻訓(xùn)練序列輔助的導(dǎo)頻欺騙攻擊檢測器能夠在各種情況下實現(xiàn)準(zhǔn)確檢測,其性能優(yōu)于其他最新導(dǎo)頻欺騙檢測算法;所提兩個增強算法同樣能夠?qū)崿F(xiàn)各自的功能。另一方面,隨著5G時代的到來,無線通信所使用的頻段已拓展至毫米波頻段,相關(guān)研究如火如荼,然而毫米波多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)中的物理層安全技術(shù),特別是保密混合波束成形設(shè)計算法,尚處在研究的初期階段。因... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 無線通信物理層安全國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)頻段安全問題
        1.2.2 毫米波頻段安全問題
    1.3 本文研究內(nèi)容和貢獻概覽
        1.3.1 傳統(tǒng)頻段多天線無線通信系統(tǒng)中的物理層安全研究
        1.3.2 毫米波頻段多天線無線通信系統(tǒng)中的物理層安全研究
    1.4 毫米波頻段無線通信物理層背景介紹
        1.4.1 毫米波信號的特點及信道模型
        1.4.2 毫米波系統(tǒng)架構(gòu)模型
        1.4.3 毫米波系統(tǒng)中的波束成形技術(shù)
    1.5 本文的結(jié)構(gòu)
2 本文研究的主要問題
    2.1 一種導(dǎo)頻欺騙攻擊檢測算法與安全傳輸策略
        2.1.1 所研究多輸入單輸出(MISO)偷聽系統(tǒng)模型
        2.1.2 沒有導(dǎo)頻欺騙攻擊情況下的信道估計和波束成形濾波器設(shè)計
        2.1.3 導(dǎo)頻欺騙攻擊的危害
    2.2 采用波束成形技術(shù)的毫米波安全通信算法
        2.2.1 所研究毫米波通信系統(tǒng)的模型
        2.2.2 所研究毫米波通信信道的信道模型
        2.2.3 毫米波通信中的安全問題描述
        2.2.4 毫米波通信并不如想象中安全
    2.3 本章小結(jié)
3 傳統(tǒng)頻段多天線無線通信系統(tǒng)中的物理層安全研究
    3.1 隨機導(dǎo)頻訓(xùn)練輔助的導(dǎo)頻欺騙攻擊檢測算法
        3.1.1 傳統(tǒng)導(dǎo)頻訓(xùn)練階段
        3.1.2 隨機導(dǎo)頻訓(xùn)練階段
        3.1.3 導(dǎo)頻欺騙攻擊檢測算法及其性能分析
        3.1.4 偷聽者在隨機導(dǎo)頻訓(xùn)練階段選擇發(fā)送信號的情況分析
    3.2 導(dǎo)頻欺騙攻擊檢測后的通信策略
        3.2.1 信道估計增強
        3.2.2 下行傳輸?shù)陌踩鰪?br>    3.3 仿真實驗
    3.4 本章小結(jié)
4 毫米波頻段多天線無線通信系統(tǒng)中的物理層安全研究
    4.1 不依賴碼本的混合保密波束成形濾波器設(shè)計
        4.1.1 偷聽信道已知
        4.1.2 偷聽信道未知
    4.2 依賴碼本的保密混合波束成形濾波器設(shè)計
        4.2.1 偷聽信道已知
        4.2.2 偷聽信道未知
    4.3 仿真實驗
        4.3.1 不依賴碼本的設(shè)計算法
        4.3.2 依賴碼本的設(shè)計算法
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 公式(2.8)公式(2.12)和公式(2.14)的證明
附錄B 公式(4.11)和公式(4.12)的證明
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3297571