衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國發(fā)展迅速,廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著星地通信系統(tǒng)規(guī)模增加,衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)用戶越來越多,星地通信安全越發(fā)重要。傳統(tǒng)的基于密碼學(xué)的計(jì)算安全,由于計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提升而面臨挑戰(zhàn)。物理層安全通過結(jié)合無線信道特性保障安全傳輸,因安全性高而備受關(guān)注。論文從物理層出發(fā),研究和實(shí)現(xiàn)基于星地信道特性的身份認(rèn)證和密鑰加密通信等安全傳輸關(guān)鍵技術(shù)。論文首先對星地通信信道特性進(jìn)行分析,相比于地面?zhèn)鬏旀溌?星地傳輸鏈路具有高延遲和強(qiáng)衰減等特性。星地信道存在直射路徑,主徑衰落服從Rician分布,參考經(jīng)典5徑低軌衛(wèi)星信道功率延遲分布參數(shù),建立多抽頭延時(shí)信道模型。接著論文對星地安全通信身份認(rèn)證技術(shù)進(jìn)行理論研究,包括基于信道特性和基于水印信息的身份認(rèn)證技術(shù)。論文首先分析星地安全通信場景,由于信道具有互易性與唯一性,可以建立基于信道特性的二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?提取信道特征值后,計(jì)算多維檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行身份判決。論文對恒虛警概率條件和最小化代價(jià)函數(shù)條件下的認(rèn)證檢測門限進(jìn)行了理論分析和推導(dǎo),并仿真驗(yàn)證,結(jié)果顯示信噪比10dB時(shí)認(rèn)證率在90%以上。論文接下來研究了基于正交頻分復(fù)用（Orthogonal Freque... 

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

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

LabVIEW程序框圖示例

第四章物理層安全通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)65圖4-2LabVIEW程序前面板示例綜上所述，LabVIEW使用數(shù)據(jù)流處理思路編寫程序，能夠結(jié)合多種編程語言和硬件設(shè)備，具有靈活高效的特點(diǎn)，適合結(jié)合硬件開發(fā)通信試驗(yàn)平臺。4.1.1.2USRP介紹NI推出的USRP包含射頻端上變頻和下變頻轉(zhuǎn)換器，加上具有ADC與DAC轉(zhuǎn)換器，能夠完成數(shù)字基帶信號到模擬射頻信號的轉(zhuǎn)換。作為理想的原型驗(yàn)證選擇，應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，其外觀及組成如圖4-3所示。USRPR系列使用經(jīng)典的軟件無線電通用結(jié)構(gòu)，其中最重要的是設(shè)備內(nèi)的母板和射頻子板。母板包含有定時(shí)時(shí)鐘模塊、現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA)、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一些與外部接口等。Kintex-7FPGA芯片2個(gè)已優(yōu)化射頻前端用戶可編程數(shù)字I/O口高速度和低時(shí)延PCIex4總線多設(shè)備同步接口可配置精校頻率/GPS時(shí)鐘接口最高40MHz帶寬通道

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文66圖4-3NIUSRP2943R外觀及組成基于LabVIEW和USRP搭建通信鏈路時(shí)，在射頻發(fā)射端，計(jì)算機(jī)處理過的I/Q兩路數(shù)字基帶信號通過PCIe線纜傳送給NIUSRP2943R設(shè)備內(nèi)FPGA芯片，完成數(shù)字上變頻，再由高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。IQ混頻調(diào)制后，經(jīng)功率放大后通過射頻天線發(fā)射。在射頻接收端，信號處理過程為發(fā)端反向：接收射頻信號按順序通過低噪聲放大器、混頻、低通濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字基帶信號，再通過PCIe線纜傳到計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)處理。本文物理層安全通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程主要采用軟件無線電節(jié)點(diǎn)NIUSRP2943R系列設(shè)備和高吞吐率的上位機(jī)組成系統(tǒng)硬件平臺，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行硬件驗(yàn)證，并集合PC機(jī)基于LabVIEW編程軟件進(jìn)行軟硬件聯(lián)合仿真和結(jié)果輸出。4.1.2物理層安全通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理4.1.2.1系統(tǒng)部件組成整個(gè)物理層安全通信系統(tǒng)試驗(yàn)平臺構(gòu)成可以分為硬件部件和軟件部件。軟件組成主要包括NILabVIEW2015SP1和數(shù)學(xué)軟件MATLAB，硬件組成主要包括SMA同軸電纜線、PCIex4線纜、全向輻射射頻天線、NIUSRP2943R通用軟件無線電設(shè)備、集成GPSDO模塊的8通道時(shí)鐘分配模塊NIOctoClock和具有高性能處理器的上位機(jī)。試驗(yàn)臺所需使用的硬件如圖4-4所示。(b)NIOctoClock10MHz時(shí)鐘(d)SMA線纜及射頻天線圖4-4試驗(yàn)臺硬件組成圖4.1.2.2信號處理流程星地物理層安全通信系統(tǒng)測試場景中，包含對于基于信道特性的身份認(rèn)證技術(shù)和密鑰生成技術(shù)的驗(yàn)證過程。身份認(rèn)證測試場景中，包含合法星端發(fā)送方Alice、

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A Novel Cooperative Physical Layer Security Scheme for Satellite Downlinks[J]. LIU Jun,WANG Jingjing,LIU Weixin,WANG Qunyang,WANG Mengyuan.  Chinese Journal of Electronics. 2018(04)

碩士論文
[1]基于LTE的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行鏈路關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉坤.電子科技大學(xué) 2017
[2]基于無線信道特征的密鑰生成方法研究[D]. 曹中強(qiáng).南京郵電大學(xué) 2016
[3]基于無線信道的物理層密鑰生成技術(shù)[D]. 胡惠菊.南京郵電大學(xué) 2016
[4]基于MIMO信道估計(jì)密鑰生成協(xié)議的研究[D]. 李宇琪.北京郵電大學(xué) 2015



本文編號：3031843