基于人工噪声辅助的VLC物理层安全技术研究

发布时间：2020-12-16 03:21

　　随着互联网的不断发展,用户数量迅速增加,用户的安全性能越来越难保障。目前,通信安全技术主要基于高复杂度的上层加密技术。近年来移动设备计算能力不断增强,基于计算量的上层加密方法存在可攻破的缺陷。物理层安全技术运算复杂度低,并且理论上可以完全保护用户信息安全。物理层安全技术提供了防止信息被窃听的第一道防线,将成为解决通信安全问题的重要方法。可见光通信（Visible Light Communications,VLC）可以同时实现用户通信和照明,是未来绿色通信的重要场景。由于光不能透过墙面进行传播,因此光在室内具有天然的安全性。但是当窃听者位于LED的覆盖范围内,窃听者会窃听到光的直射信号。并且光会在墙面发生反射,窃听者会窃听到反射光信号。因此,本文针对VLC物理层安全问题展开了研究。无线通信中,时延是服务质量（Quality of Service,QoS）的重要指标。现有的物理层安全技术研究多数停留在物理层,没有从链路层角度考虑统计时延QoS要求。有效容量反映了在满足统计时延QoS约束下,网络的吞吐量性能。因此本文研究了保证统计时延QoS要求并且保证用户信息安全传输的安全有效容量。本文主要... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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上行VLC系

吉林大学硕士学位论文24值的运算。n1由散粒噪声和热噪声组成，γ是PD的响应度。hlos是合法用户和相应PD之间的信道增益。hsi是一次反射后人工噪声的总信道增益，包括墙面和天花板反射信号的信道增益。Mod.LEDdrivecircuitLEDPDPhotoelectricconversionDemod.SignalextrationAuxiliaryreceiverUserLEDLEDdrivecircuitMod.EvePDPhotoelectricconversionDemod.Demod.UserEveTransceiverNon-losChannelLosChannelLosChannel图3.2VLC-SIC方案框图辅助链路信号可以如下表示：auxaa2Yhnn······································(3.6)上式中n2是仅由收发器产生的热噪声。n2噪声的方差为22n，ha是光信道增益，是一个已知参数，用的是室内光信增益的估值。在这种情况下，全双工收发器的传统链路和辅助链路的信号模型可以表示如下s120lossinuseraahPhPsnRhnn······························(3.7)其中s0lossinahPhPMh。以上本章构建了合法用户的链路。对于窃听者，当考虑到人工噪声时，窃听者接收到合法用户的信号和LED阵列的人工噪声。因此，窃听者接收到的信号可以表示为：--easnonlosusernlosaaYPhsPhnn····················(3.8)上式中hnon-los为合法用户信号经过四面墙和天花板反射后的光信道增益之和。hlos-a是LED发送的直射人工噪声的信道增益。n是高斯白噪声，由散粒噪声和热噪声组成。为了进行对比，本章中分析了LED不发送人工噪声的情况。FD收发器的LED阵列不发送人工噪声时，PD接收到的信号可以表示如下：PDslosuser

窃听者的


本文编号：2919434