无线网络中的物理层安全关键技术研究

发布时间：2021-07-03 16:39

　　在这日新月异的信息化时代,越来越多的人依赖于利用无线网络（如蜂窝网和Wi-Fi）进行重要信息的交换,如信用卡信息,金融数据以及个人邮件等,然而由于无线媒介开放性和广播性的特点,使得无线通信系统极易遭受窃听攻击的威胁。近年来,全球网络犯罪活动呈现愈演愈烈的态势,使得无线通信中的安全因素备受关注。传统无线系统的安全依赖于上层的加密技术,然而它的性能取决于计算的复杂度,而且加密算法无法应对穷举攻击并不能够实现完美的安全通信,于是学者们又把目光投向了物理层。和基于密码学的加密技术不同,物理层安全利用无线信道固有的随机特性来实现信息的安全传输,它无需密钥的分发和管理,并且不对窃听者的计算能力进行限制,已经成为无线通信领域的研究热点。为了满足无线通信网络中日益增长的安全需求,论文根据不同窃听端信道状态信息（Channel State Information,CSI）的已知程度,利用协作干扰、人工噪声（Artificial Noise,AN）、中继选择以及功率分配等技术手段,实现了在不同无线通信系统下信息的安全传输,并结合信息论、概率论以及凸优化等理论知识,分析了系统可达的安全性能。本文的具体研究内... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 物理层安全的发展简史
    1.3 物理层安全的研究现状
        1.3.1 多天线安全传输方式
        1.3.2 协作中继网络中安全传输方式
        1.3.3 认知无线电网络中安全传输
        1.3.4 有待深入研究的问题
    1.4 本文的主要研究内容及组织结构
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 组织结构
第2章 α-η-κ-μ衰落信道下的物理层安全性能分析
    2.1 引言
    2.2 系统模型
        2.2.1 关于α-η-κ-μ衰落模型的回顾
        2.2.2 系统模型
    2.3 在α-η-κ-μ衰落信道下的安全数据传输的性能分析
        2.3.1 平均安全容量分析
        2.3.2 安全中断概率分析
        2.3.3 非零安全容量概率分析
    2.4 仿真结果及分析
    2.5 本章小结
第3章 MISOME认知网络中AN辅助的安全传输方案及功率分配
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 AN辅助的安全传输算法
        3.3.1 最优功率分配算法
        3.3.2 安全中断性能分析
    3.4 仿真结果及分析
    3.5 本章小结
第4章 DF中继网络中联合中继选择和协作干扰的安全传输方案
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 基于安全速率最大化的联合中继选择和功率分配的安全传输方案
        4.3.1 最优功率分配算法
        4.3.2 中继选择
    4.4 安全速率受限下的传输功率最小化方案
    4.5 仿真结果及分析
    4.6 本章小结
第5章 认知中继网络下中继选择安全传输方案
    5.1 引言
    5.2 单个多天线窃听端存在的认知中继网络下中继选择安全传输方案
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 安全中断性能分析
        5.2.3 仿真结果及分析
    5.3 多个单天线窃听端存在的认知中继网络下中继选择安全传输方案
        5.3.1 系统模型
        5.3.2 安全中断性能分析
        5.3.3 最优功率分配
        5.3.4 渐进性分析
        5.3.5 仿真结果及分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于协作波束形成的中继阻塞混合无线物理层安全传输[J]. 罗苗,王慧明,殷勤业.  中国科学:信息科学. 2013(04)
[2]物理层安全技术研究现状与展望[J]. 龙航,袁广翔,王静,刘元安.  电信科学. 2011(09)
[3]量子信息技术[J]. 郭光灿.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(05)
[4]量子计算机的发展现状与趋势[J]. 郭光灿,周正威,郭国平,涂涛.  中国科学院院刊. 2010(05)



本文编号：3262955