多用户无线系统中的物理层保密通信研究

发布时间：2024-02-07 04:14

　　保密性是无线通信的基本要求，也是未来无线通信亟待解决的关键问题之一。物理层安全(physical-layer security)的理论和技术可以从通信协议的底层保护保密信息、避免窃听，而且能够与传统安全技术相结合，形成完整的安全体系。物理层安全技术还可以应用于多种先进的无线传输系统，提高无线网络的保密容量。因此，研究下一代无线网络中的物理层安全问题具有重要的理论和现实意义。本文以多用户保密网络为研究对象，以物理层安全技术作为底层保密机制，并在保密框架下对网络中的核心问题进行研究。通过分析保密传输的指标，如保密容量、保密中断率等，讨论物理层安全应用的合理性。另外，本文以保密性为通信服务质量要求进行网络资源的优化和分配，以同时服务多个用户，保证用户信息的保密性和提高保密容量。本文的主要贡献和成果包括： 1.针对多用户多载波的OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)网络，提出最优的功率和子载波联合优化算法，来同时服务有保密要求的安全用户和无保密要求的普通用户。该资源分配问题建模为以最大化普通用户总速率为目标、以安全用户保密速率要求...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1–1TCP/IP协议体系中的安全技术

1.2.1上层协议中的安全技术在当今TCP/IP五层通信协议模型中，物理层以上的四层协议，即链路层、网络层、传输层和应用层，均有相应的安全技术，如图1–1所示。链路层的安全技术用于鉴别用户身份，授权、控制用户的接入，防止恶意用户和冒名用户对无线网络的访问。WPA(Wi-Fi....

图1–2传统对称密钥密码学模型

Fig1–2Thetraditionalmodelofsymmetricencryption在应用层，端到端加密技术利用一定密钥对信息进行加密，数据在从发送端到接收端始终以密文的形式传输。传统对称密钥密码学模型如图1–2所示。以上四层协议中的安全技术都可归为密码学范....

图1–3窃听信道三节点模型

Fig1–4Fadingwiretapchannelmodelwithmultipleeavesdroppers1.2.3多用户网络中的物理层安全图1–3中的三节点模型是最基本的窃听信道，而现实无线网络中基站一般服务多个用户。如果网络中各用户是相互独立的，保密信....

图1–4多窃听者衰落信道模型

Fig1–4Fadingwiretapchannelmodelwithmultipleeavesdroppers1.2.3多用户网络中的物理层安全图1–3中的三节点模型是最基本的窃听信道，而现实无线网络中基站一般服务多个用户。如果网络中各用户是相互独立的，保密信....

本文编号：3896742