解码转发中继的行为对无线通信物理层安全的影响
本文关键词: 无线信息理论安全 物理层安全 安全容量 GNU Radio 中继行为 出处:《天津大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:无线信息理论安全是近年来无线通信领域的研究热点,其中物理层安全得到了广泛关注。安全容量存在概率是衡量无线通信物理层安全的关键参数。本文基于协作通信模型和窃听信道模型分析了带中继的窃听信道模型,它包含信源、目的节点、中继和窃听四个节点,并假设中继采取解码转发的方式工作。本文定义了中继协作、自私和窃听三种行为:协作中继完全转发接收到的信号;自私中继有一定的概率不转发;恶意中继完全转发噪声。本文假设在三种行为中,中继均可以改变功率和位置。本文用Matlab建立了一个简单的带中继的窃听信道模型,并对中继的三种行为下中继改变功率和中继改变位置两种情况进行了讨论,同时针对两种不同的信道条件分别进行了分析。本文分别给出了中继改变功率和中继改变位置对三种不同行为下系统安全容量存在概率的影响,同时又比较了两种信道条件下的不同。本文给出了两种信道条件下得到系统最大安全容量存在概率的方法。本文使用了基于GNU Radio和USRP的软件无线电平台,搭建了真实的实验环境对上述理论进行实验验证。针对四个实验节点,编写了不同的软件分别实现相应功能。为了保证数据的有效性,采用了多次实验求平均值的方法。实验后用Matlab对实验中保存的大量数据进行了处理,针对大量的数据,本文采用了窗口化的方法大大降低了数据处理量。实验结果验证了理论分析的正确性。
[Abstract]:In recent years, wireless information theory security is a hot topic in the field of wireless communication. The security of physical layer is the key parameter to measure the security of physical layer in wireless communication. Based on the cooperative communication model and eavesdropping channel model, the eavesdropping channel model with relay is analyzed in this paper. It consists of four nodes: source, destination node, relay and eavesdropping, and assumes that the relay works in the way of decoding and forwarding. This paper defines three behaviors of relay cooperation, selfishness and eavesdropping: cooperative relay completely forwards the received signal; Selfishness relays have a certain probability of non-forwarding; malicious relays have complete forwarding noise. In this paper, it is assumed that relay can change power and position in all three behaviors. In this paper, a simple eavesdropping channel model with relay is established by using Matlab. Two cases of relay power change and relay changing position are discussed under the three kinds of relay behavior. At the same time, two different channel conditions are analyzed, and the influence of relay power change and relay position change on the probability of system security capacity under three different behaviors is given in this paper. At the same time, the differences between the two channel conditions are compared. In this paper, the method of obtaining the existence probability of the maximum safe capacity of the system under the two channel conditions is given. The software radio platform based on GNU Radio and USRP is used in this paper. A real experimental environment is built to verify the above theory. For the four experimental nodes, different software is written to realize the corresponding functions. In order to ensure the validity of the data, After the experiment, a large number of data stored in the experiment were processed with Matlab, and a large number of data were processed. In this paper, the windowing method is used to greatly reduce the amount of data processing, and the experimental results verify the correctness of the theoretical analysis.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN92
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,本文编号:1513442
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