【摘要】：隨著通信技術的快速發(fā)展,無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色。由于無線通信信道是開放的電磁空間,攻擊者能夠輕易的從信道中截獲合法用戶的信號,并對合法用戶的通信信號或通信過程發(fā)起攻擊以獲利,因此,無線通信系統(tǒng)的安全性面臨很大的挑戰(zhàn)。為了避免非法用戶的接入和攻擊,無線通信系統(tǒng)通常需要驗證接入設備的身份,稱為鑒權過程。常規(guī)鑒權方法通過交換加密的用戶身份信息來實現(xiàn),傳輸?shù)募用荑b權信號仍存在被截獲和攻擊的可能性。本文研究一種基于物理層重疊傳輸?shù)碾[蔽鑒權技術,其核心思想是通信發(fā)射機在常規(guī)傳輸主信號上疊加一個小功率傳輸?shù)臉撕炶b權信號,接收機在物理層利用標簽信號特性來對接收主用戶的身份和數(shù)據(jù)進行認證,以此保證合法用戶的正常接入和通信,使攻擊難以通過偽裝身份進行惡意攻擊。本文首先詳細介紹了Verma等人提出的基于哈希散列映射的典型物理層重疊傳輸鑒權方案。該方案基于當前用戶發(fā)送數(shù)據(jù)塊和用戶密鑰,通過哈希算法產(chǎn)生標簽信號,使得標簽信號具有時變性從而難以破解。該方案在低信噪比條件下鑒權性能較差,主要是因為哈希算法輸入數(shù)據(jù)的微小差異都會導致輸出數(shù)據(jù)的巨大差異。針對基于哈希的鑒權方案的這一缺點,本文提出使用壓縮矩陣降低標簽信號生成過程中哈希算法輸入數(shù)據(jù)的長度,通過提高哈希算法輸入數(shù)據(jù)對主信號誤碼率的容忍性來改善系統(tǒng)在低信噪比條件下的鑒權性能。隨后,本文又提出一種基于混沌序列的物理層重疊傳輸鑒權方案,由于混沌序列生成方式眾多,周期長,且具有很好的相關性能,因此使用混沌序列改進標簽信號的生成過程可以進一步提高鑒權系統(tǒng)的實現(xiàn)有效性。最后,本文從隱蔽性的角度出發(fā),提出一種標簽信號傳輸速率可變的物理層重疊傳輸鑒權方案。由于以固定符號速率傳輸?shù)臉撕炐盘柎嬖谘h(huán)平穩(wěn)特性,攻擊方通過平方譜分析和循環(huán)譜分析等方法,經(jīng)過長時間觀察和分析總是能夠發(fā)現(xiàn)并截獲標簽信號,威脅系統(tǒng)安全。而本文提出的變速率傳輸方法通過對標簽信號符號速率的隨機化處理大幅度抑制其循環(huán)平穩(wěn)性,從而提高標簽信號的抗截獲能力。仿真證明,本文提出的標簽信號傳輸速率可變的物理層重疊傳輸鑒權方案不僅具有很好的鑒權性能,同時具有很好的隱蔽性能。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN92;TP309
【圖文】：

圖 2-2 Underlay 頻譜共享資源配置2 基于哈希的物理層重疊傳輸鑒權方案 2-3 給出了基于無線信道的鑒權模型[1]。在該模型中，假設 Alice 與信雙方，共享密鑰為 key，雙方以此為基礎進行鑒權。Alice 希望向，而 Bob 需要對接收信號進行鑒權，即 Bob 需要正確鑒別出收到的 Alice 發(fā)送的。與此同時，在合法通信雙方之外還存在第三方攻擊線信道是開放的，Eve 竊聽 Alice 的輸出數(shù)據(jù) X，將其篡改為 X’， 之間的正常通信過程發(fā)起攻擊。

頻間P2P2P1圖 2-2 Underlay 頻譜共享資源配置哈希的物理層重疊傳輸鑒權方案出了基于無線信道的鑒權模型[1]。在該模型中，假設，共享密鑰為 key，雙方以此為基礎進行鑒權。Aliceob 需要對接收信號進行鑒權，即 Bob 需要正確鑒別出發(fā)送的。與此同時，在合法通信雙方之外還存在第三是開放的，Eve 竊聽 Alice 的輸出數(shù)據(jù) X，將其篡改正常通信過程發(fā)起攻擊。

第二章 基于哈希的物理層重疊傳輸鑒權方案，MD5 哈希算法將任意長度的輸入數(shù)據(jù)映射為 128鑒權方案的設計，發(fā)送方發(fā)送的是主信號(在本文中，傳輸?shù)男盘柗Q為主信號)與標簽信號時域疊加的混合s tX p S pTtp 分別代表傳輸主信號和標簽信號所占的發(fā)送功率并且有t sp p，這就意味著標簽信號僅占用了很少造成的影響很小。此外，主信號 S 與標簽信號 T 的平真中，主信號與標簽信號均采用正交相移鍵控(QuadK)的調制方式，圖 2-6 為重疊傳輸?shù)幕旌闲盘柕男?0.99s ，藍色標記為主信號星座點，紅色標記為主信號星座點。

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 鄧超;李世銀;范亞蘋;;基于循環(huán)譜相關的調制信號檢測方法[J];無線電通信技術;2014年02期

2 安佰強;鄭偉;羅高健;陳曉輝;;基于Haar小波變換的碼元速率估計[J];電子世界;2013年03期

3 楊金星;高月紅;楊大成;;認知無線電中的頻譜共享技術[J];現(xiàn)代電信科技;2011年07期

4 羅勝恩;苑小華;羅來源;;基于子帶處理的MPSK符號速率估計[J];信號處理;2011年02期

5 沈永健;王鵬;肖軍鵬;;基于平方譜的符號率估計方法研究[J];遙測遙控;2010年01期

6 高勇;黃振;陸建華;;基于小波變換的MPSK信號符號速率估計算法[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2009年S1期

7 鄧振淼;劉渝;;基于多尺度Haar小波變換的MPSK信號碼速率盲估計[J];系統(tǒng)工程與電子技術;2008年01期

8 紀勇,徐佩霞;基于小波變換的數(shù)字信號符號率估計[J];電路與系統(tǒng)學報;2003年01期

相關博士學位論文 前1條

1 閆盛楠;基于協(xié)作的認知無線電頻譜共享技術研究[D];北京郵電大學;2011年

相關碩士學位論文 前2條

1 張丹;無線物理層安全認證研究[D];南京郵電大學;2016年

2 滑偉;基于能量檢測的自適應頻譜檢測算法研究[D];西安電子科技大學;2015年

本文編號：2806417