隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,無線網(wǎng)絡(luò)已成為一種重要的通信手段。然而,無線網(wǎng)絡(luò)的安全問題也日益突出。本文利用物理層信息,通過對無線網(wǎng)絡(luò)的物理訪問區(qū)域加以限制等方式,實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的安全訪問控制。隨著MIMO技術(shù)的發(fā)展,物理層信息,比如信道狀態(tài)信息（Channel State Information,CSI）和接收信號強(qiáng)度（Received Signal Strength,RSS）越來越多地得到重視,CSI的信息可以用于提高定位精度,以及信道特征簽名等。本文深入挖掘了 CSI、RSS等無線物理層信息的特征,運(yùn)用信號處理與機(jī)器學(xué)習(xí)等方法對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,通過系統(tǒng)整合這些方法來增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。本文的主要貢獻(xiàn)包括:（1）基于位置的Wi-Fi接入控制。針對無線信號容易暴露,網(wǎng)絡(luò)較易被攻擊的問題,提出一種使用眾包技術(shù)和無線物理層信息的基于位置的接入控制機(jī)制,分析用戶信道狀態(tài)信息以及接收信號強(qiáng)度等無線物理層信息來識別用戶是否位于限定區(qū)域內(nèi)。同時(shí)提出了兩個(gè)CSI穩(wěn)定性指標(biāo):CSI空間穩(wěn)定性指標(biāo)和CSI時(shí)間穩(wěn)定性指標(biāo),分別描述了無線信號的空間特性與時(shí)間特性。不同于傳統(tǒng)定位研究,該機(jī)制并不對用戶進(jìn)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３不同無線信號測量設(shè)備??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?ＣＳＩ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｄｅｖｉｃｅｓ??

ＣＳＩ信息。??其次，充分利用現(xiàn)有精度的信息，進(jìn)行分析處理后提取出有用的特征。例如從ＣＳＩ??中提取直達(dá)信號能量（ＥＤＰ）對視距（ＬＯＳ）路徑的識別（如圖１．４），以及使用ＭＵＳＩＣ算??法可以估算信號到達(dá)角（ＡｏＡ）。??／／／／／／／／／／／／?／／／／／／／／／／／／??發(fā)射＾ＬＯＳ路徑?接收端?發(fā)射端遮擋的ＬＯＳ路徑?接收端??Ｃ＜＾７°?兔…－＇７°??路徑３?路徑３??＿???Ｋ／??情形１：有Ｌ０Ｓ路徑?情形２：沒有ＬＯＳ路徑??圖１．４視距與非視距路徑??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ＬＯＳ?ａｎｄ?ＮＬＯＳ??（３）信號到達(dá)角測量及應(yīng)用??本文嘗試?yán)眯盘柕竭_(dá)角（ＡｏＡ）來增加信號特征的維度，提高相似物理信號的位置??區(qū)分判定精度。受ＡＰ位置和建筑物的物理邊界影響，控制訪問區(qū)域內(nèi)外ＲＳＳ的分布較??為復(fù)雜，ＲＳＳ的分布常常不規(guī)律。利用信號到達(dá)角，以ＡＰ為中心對物理區(qū)域進(jìn)行放射??性的劃分，將協(xié)助判定信號源位置。例如，對于ＡＰ位于區(qū)域邊界的情況，離ＡＰ距離??較近的區(qū)域外的位置和離ＡＰ較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)的位置上的ＲＳＳ可能十分接近。由于ＡＰ無??法得知信號來源的具體位置，只是將采集到的信號添加到訓(xùn)練集中進(jìn)行訓(xùn)練，這將導(dǎo)致??這些特殊位置的信號無法被正確區(qū)分是在區(qū)域內(nèi)還是在區(qū)域外。當(dāng)ＡＰ靠近區(qū)域邊界時(shí)，??雖然處于區(qū)域外但靠近ＡＰ的信號可能和處于區(qū)域內(nèi)但遠(yuǎn)離ＡＰ的信號的ＲＳＳ近似，但??是兩組信號的ＡｏＡ不同。因此

使得Ｗｉ－Ｈ加密形同虛設(shè)。此外在軍事或商業(yè)機(jī)密場所等安全性要求較高的地方人們希??扭將無線網(wǎng)絡(luò)限制在特定的區(qū)域內(nèi)。??為了說明本章的問題，考慮圖２．１中的場景。圖中所示的房間內(nèi)安裝了一個(gè)標(biāo)記為??ＡＰ的無線接入點(diǎn)，以及標(biāo)記為ｉ＼ｎ和的兩個(gè)額外的無線監(jiān)控器。ＣＬａＷａ的設(shè)計(jì)目??標(biāo)是識別出用戶處于房間內(nèi)還是房間外，從而只為房間內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。ＡＰ附??近的灰色圓圈標(biāo)示了一塊“緊鄰”區(qū)域，本章提供了一個(gè)模型來識別用戶是否位于該區(qū)??域內(nèi)。這張圖也標(biāo)示了用戶可能停留的２０個(gè)位置點(diǎn)。首先考慮一個(gè)用戶坐在緊鄰ＡＰ的??位置３，因?yàn)椋茫蹋幔祝峥梢灾苯幼R別出該用戶“緊鄰”?ＡＰ，他應(yīng)該直接獲得網(wǎng)絡(luò)接入。接??下來考慮位于位置１９的州戶，因?yàn)樗辉诜繂杻?nèi)，因此他不應(yīng)獲得網(wǎng)絡(luò)接入。最后考??慮位于位置１０的用戶，雖然他沒有“緊鄰”?ＡＰ，但是他在房間內(nèi)，因此該用戶也應(yīng)該??獲得網(wǎng)絡(luò)接入。本章介紹了?ＣＬａＷａ的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以識別出位于一個(gè)特定區(qū)??－２１?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于流形插值數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的WLAN室內(nèi)定位算法[J]. 周牧,唐云霞,田增山,衛(wèi)亞聰.  電子與信息學(xué)報(bào). 2017(08)
[2]基于LQI權(quán)重和改進(jìn)粒子群算法的室內(nèi)定位方法[J]. 尚俊娜,盛林,程濤,施滸立,岳克強(qiáng).  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]基于核函數(shù)特征提取的室內(nèi)定位算法研究[J]. 李華亮,錢志鴻,田洪亮.  通信學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]基于磁場指紋輔助的手機(jī)室內(nèi)定位系統(tǒng)[J]. 楊增瑞,段其昌,毛明軒,段盼,黃曉剛.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]一種針對未知發(fā)射功率的室內(nèi)定位優(yōu)化算法[J]. 徐琨,劉宏立,馬子驥,胡久松.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]面向非視距環(huán)境的室內(nèi)定位算法[J]. 毛科技,鄔錦彬,金洪波,苗春雨,夏明,陳慶章.  電子學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]一種基于多維標(biāo)度和區(qū)域細(xì)化的無線室內(nèi)定位方法[J]. 肖亞龍,張士庚,王建新.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]WiFi-PDR室內(nèi)組合定位的無跡卡爾曼濾波算法[J]. 陳國良,張言哲,汪云甲,孟曉林.  測繪學(xué)報(bào). 2015(12)
[9]室內(nèi)WLAN定位中位置指紋優(yōu)化的接入點(diǎn)部署方法[J]. 周牧,蒲巧林,田增山.  通信學(xué)報(bào). 2015(S1)
[10]一種基于傳播模型和位置指紋的混合室內(nèi)定位方法[J]. 崔斌,趙西安.  測繪通報(bào). 2015(06)

博士論文
[1]多源異構(gòu)融合定位方法研究[D]. 段林甫.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于射頻信號及信道狀態(tài)信息的被動(dòng)式目標(biāo)定位方法研究[D]. 王舉.西北大學(xué) 2016



本文編號：3523947