未來的無線移動通信網絡（5G）將支持海量的移動用戶和終端設備的接入,滿足超高帶寬、超密集站點、超高大容量傳輸、低時延的用戶體驗要求,需要更加豐富和多樣化的服務和保障高安全的應用。與傳統(tǒng)有線網絡相比,無線移動信道的廣播特性和移動特性,使得網絡中合法用戶的通信很容易遭到非法用戶的竊聽和攻擊。在傳統(tǒng)無線通信網絡中,通常在網絡層及上層使用基于密碼學的加密技術保障系統(tǒng)通信安全�，F有基于密碼學的技術實現安全是建立在基于計算的安全之上,即假設攻擊者在未知密鑰的情況下無法通過計算在有限時間內解密。但是隨著計算機技術,特別是量子計算技術的不斷發(fā)展,將導致現有的基于密碼學的安全技術面臨巨大挑戰(zhàn)。同時,僅依靠現有的基于密碼學的安全技術無法滿足未來無線移動網絡多樣化應用場景的安全需求。相比傳統(tǒng)上層安全技術完全依靠密鑰的保密性和計算復雜度,基于物理信道的安全技術旨在利用無線通信物理媒介的隨機性和唯一性（如無線衰落信道,接收信號強度,硬件指紋等）,為用戶提供輕重量和高安全的通信保障。基于物理信道的安全技術不用假設攻擊者的計算能力有限,根據無線信道和不同業(yè)務應用環(huán)境的特征,結合收發(fā)信號處理、調制和編碼等物理層技術并... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：163 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

未來無線通信中的跨層安全設計架構

2-1 Wyner 竊聽信道模型00 10BSR CR C 證疑似度 =1下的最大可達傳輸速率又稱x[ ( ; ) ( ; )]N NI M y IM z道模型。設BC 和EC 分別表示主信道和竊容量sC 可以表示為[67] 2 22 2log 1 log 1 ,B EP P 取正運算，2B 和2E 分別表示 Bob 和 Ev準靜態(tài)衰落竊聽信道[68]時指出：當竊聽信

最優(yōu)的預編碼矩陣是一個非凸的優(yōu)化問題。同時，（2-10）的安全容量Alice 已知竊聽信道 CSI 的情況下才能取到，而在實際的無線通信中并不能件成立。因此，在未知竊聽者 CSI 信息的情況下，需要結合具體的信號以保證系統(tǒng)的安全性能。 多天線物理層安全信號處理基礎隨著多天線通信技術在通信系統(tǒng)中的地位越來越重要，MIMO 波束成形技成為 5G 的核心技術之一，其自帶安全特性[49]也成為構建物理層安全的。MIMO 波束成形指同時利用發(fā)射端的多根發(fā)射天線傳輸一個數據流，可以看作是 MIMO 預編碼的一個特例[92]，而 MIMO 預編碼則為多個獨立同時傳輸。波束成形的安全特性可如下圖 2-3 描述，其發(fā)射方可以在特定很高的接收增益，而其他方位用戶的接收增益則很低。根據此特性，讓Alice（通常為基站）配備多根發(fā)射天線，利用波束成形技術設計發(fā)射信號高目的節(jié)點用戶 (Bob) 的接收信號質量，而竊聽節(jié)點 (Eve) 的接收信號低，由此形成合法通信用戶具有更好接收性能的優(yōu)勢信道構建。區(qū)域外接收信號差

【參考文獻】：
期刊論文
[1]移動通信系統(tǒng)平均物理層安全容量[J]. 李濤,張焱,許希斌,周世東.  清華大學學報(自然科學版). 2015(11)
[2]隨機發(fā)送參考的多天線系統(tǒng)物理層安全傳輸算法[J]. 吉江,劉璐,金梁,黃開枝.  中國科學:信息科學. 2014(02)
[3]無線通信物理層安全技術研究[J]. 楊斌.  信息網絡安全. 2012(06)

碩士論文
[1]基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的跨層增強安全技術研究[D]. 宋歡歡.電子科技大學 2015
[2]無條件秘密無線通信系統(tǒng)的秘密編碼設計[D]. 吳一帆.電子科技大學 2010
[3]基于反饋和LDPC碼的竊聽信道建模[D]. 胡前鳳.電子科技大學 2010



本文編號：3494961