本文關鍵詞： 無線信息理論安全 物理層安全 安全容量 GNU Radio 中繼行為　出處：《天津大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：無線信息理論安全是近年來無線通信領域的研究熱點,其中物理層安全得到了廣泛關注。安全容量存在概率是衡量無線通信物理層安全的關鍵參數(shù)。本文基于協(xié)作通信模型和竊聽信道模型分析了帶中繼的竊聽信道模型,它包含信源、目的節(jié)點、中繼和竊聽四個節(jié)點,并假設中繼采取解碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式工作。本文定義了中繼協(xié)作、自私和竊聽三種行為:協(xié)作中繼完全轉(zhuǎn)發(fā)接收到的信號;自私中繼有一定的概率不轉(zhuǎn)發(fā);惡意中繼完全轉(zhuǎn)發(fā)噪聲。本文假設在三種行為中,中繼均可以改變功率和位置。本文用Matlab建立了一個簡單的帶中繼的竊聽信道模型,并對中繼的三種行為下中繼改變功率和中繼改變位置兩種情況進行了討論,同時針對兩種不同的信道條件分別進行了分析。本文分別給出了中繼改變功率和中繼改變位置對三種不同行為下系統(tǒng)安全容量存在概率的影響,同時又比較了兩種信道條件下的不同。本文給出了兩種信道條件下得到系統(tǒng)最大安全容量存在概率的方法。本文使用了基于GNU Radio和USRP的軟件無線電平臺,搭建了真實的實驗環(huán)境對上述理論進行實驗驗證。針對四個實驗節(jié)點,編寫了不同的軟件分別實現(xiàn)相應功能。為了保證數(shù)據(jù)的有效性,采用了多次實驗求平均值的方法。實驗后用Matlab對實驗中保存的大量數(shù)據(jù)進行了處理,針對大量的數(shù)據(jù),本文采用了窗口化的方法大大降低了數(shù)據(jù)處理量。實驗結果驗證了理論分析的正確性。
[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.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

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