發(fā)布時(shí)間：2022-01-11 08:43

　　由于完全開放的無(wú)線信道,網(wǎng)絡(luò)安全是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演變過(guò)程中面臨的核心問(wèn)題之一�；谙戕r(nóng)信息論的物理層安全被認(rèn)為可以提供不依賴破譯復(fù)雜度的“絕對(duì)安全”成為保障未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息安全傳輸?shù)囊环N有效途徑。目前物理層安全已成為無(wú)線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。尤其對(duì)于節(jié)點(diǎn)位置隨機(jī)分布、節(jié)點(diǎn)信道信息無(wú)法準(zhǔn)確獲取的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),其安全容量分析更是研究難點(diǎn)。針對(duì)此,基于隨機(jī)幾何方法理論,本文研究了隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)典型場(chǎng)景下的安全連接,提出了提升其安全性能的方法,在進(jìn)行深入分析和研究的過(guò)程中,取得了以下研究成果：（1）針對(duì)單小區(qū)單天線隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)（基站、合法用戶和竊聽用戶均配置單根天線）安全連接,建立了表征合法節(jié)點(diǎn)、竊聽節(jié)點(diǎn)空間位置的泊松模型,推導(dǎo)了瑞利衰落信道下,竊聽者非合謀場(chǎng)景下任意位置合法用戶的安全連接概率閉式表達(dá)式；針對(duì)竊聽者合謀場(chǎng)景,推導(dǎo)了Nakagami-m衰落信道下任意位置合法用戶安全連接概率的閉式表達(dá)式；提出了一種合法用戶間合作方法來(lái)對(duì)抗竊聽者合謀,相比非協(xié)作場(chǎng)景,可使安全中斷概率降低33%。（2）針對(duì)MIMO隨機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（基站、合法用戶和竊聽用戶均配置多根天線）的安全連接,研究了發(fā)送-接收分集技術(shù)（Transmit-... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：126 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１未來(lái)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)??

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)多種廣域覆蓋蜂窩網(wǎng)（如宏蜂窩（Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ）、微小區(qū)??（Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ）、微微蜂窩（Ｐｉｃｏｃｅｌｌ）、毫微微蜂窩（Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）等）與熱點(diǎn)（ｓｍａｌｌ??ｃｅｌｌ、ＷＬＡＮ，６０ＧＨｚ等）異構(gòu)融合部署特性，如圖１－１所示。??—?ｉ?—?Ｍａｃｒｏ?Ｃｅｌｌ??、．、、ＭｉｃｒｏＣｅＨ＇??Ｐｒｃｏ／Ｅｅｍｔｏ?Ｃｅｌｌ?一一－－’＇?????——一一■??圖１－１未來(lái)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)??從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)看，非均勾部署將取代傳統(tǒng)蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的均勻部署，成為未??來(lái)５Ｇ無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的重要特征ＩＭＩ，如圖１－２所示：（ａ）為傳統(tǒng)蜂窩均勻部署模型，??采用經(jīng)典的二維六邊形對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建模，小區(qū)由正六形構(gòu)成，１＾獲取最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)??部署；（ｂ）為非均勻部署模型，采用泊松點(diǎn)過(guò)程（Ｐｏｉｓｓｏｎ化ｉｎｔＰｒｏｃｅｓｓ，ＰＰＰ）對(duì)??無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建模，小區(qū)由Ｖｏｒｏｎｏｉ圖構(gòu)成，稱該類網(wǎng)絡(luò)為隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。??（ａ）?（ｂ）??圖１－２傳統(tǒng)蜂窩均勻部署與非均勻部署拓?fù)鋱D??３??

物理層安全的本質(zhì)是，在竊聽者存在下的無(wú)線信道中，無(wú)需復(fù)雜的加??密方法，即可實(shí)現(xiàn)合法節(jié)點(diǎn)間信息的安全傳輸。??圖１－４給出了安全容量可達(dá)區(qū)域。圖中縱坐標(biāo)ｄ為竊聽者Ｅｖｅ對(duì)信息不確定??性的度量，最大值為／／ｓ，橫坐標(biāo)為主信道的信息傳輸速率，最大值為主信道容??量Ｃｍ。當(dāng)主信道的數(shù)據(jù)傳輸速率大于安全容量Ｑ，不管是否大于主信道容量??Ｃｍ，?Ａｌｉｃｅ與Ｂｏｂ鏈路間的信息傳輸必存在一定的安全損失。而當(dāng)傳輸速率小??于時(shí)，才有可能使得Ｅｖｅ對(duì)信息的疑義度達(dá)到最大，即Ｅｖｅ竊取不到任何保＾??密信息。??ｄ??個(gè)??。．－…―－Ｋ??１?Ｉ??Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??＊?＊?ｉ?＞?巧??Ｃｓ?Ｃ乂??圖１－４安全容量可達(dá)區(qū)域??Ｌｅｕｎｇ－Ｙａｎ－Ｃｈｅｏｎｇ等人將Ｗｙｎｅｒ竊聽模型擴(kuò)展到高斯竊聽信道模型ＷＷ，如??圖１－５所示。合法信道的噪聲和竊聽信道噪聲為獨(dú)立的高斯噪聲，該模型下的安??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多天線中繼系統(tǒng)中人工噪聲輔助的安全波束成形[J]. 張立健,金梁,劉璐,羅文宇.  通信學(xué)報(bào). 2014(11)

博士論文
[1]無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的物理層安全問(wèn)題研究[D]. 陳濤.華南理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3582480