由于完全開放的無線信道,網(wǎng)絡安全是無線網(wǎng)絡演變過程中面臨的核心問題之一�；谙戕r(nóng)信息論的物理層安全被認為可以提供不依賴破譯復雜度的“絕對安全”成為保障未來無線網(wǎng)絡信息安全傳輸?shù)囊环N有效途徑。目前物理層安全已成為無線通信領域的研究熱點。尤其對于節(jié)點位置隨機分布、節(jié)點信道信息無法準確獲取的隨機網(wǎng)絡,其安全容量分析更是研究難點。針對此,基于隨機幾何方法理論,本文研究了隨機網(wǎng)絡典型場景下的安全連接,提出了提升其安全性能的方法,在進行深入分析和研究的過程中,取得了以下研究成果：（1）針對單小區(qū)單天線隨機網(wǎng)絡（基站、合法用戶和竊聽用戶均配置單根天線）安全連接,建立了表征合法節(jié)點、竊聽節(jié)點空間位置的泊松模型,推導了瑞利衰落信道下,竊聽者非合謀場景下任意位置合法用戶的安全連接概率閉式表達式；針對竊聽者合謀場景,推導了Nakagami-m衰落信道下任意位置合法用戶安全連接概率的閉式表達式；提出了一種合法用戶間合作方法來對抗竊聽者合謀,相比非協(xié)作場景,可使安全中斷概率降低33%。（2）針對MIMO隨機無線網(wǎng)絡（基站、合法用戶和竊聽用戶均配置多根天線）的安全連接,研究了發(fā)送-接收分集技術（Transmit-... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１未來異構無線網(wǎng)絡??

未來網(wǎng)絡將呈現(xiàn)多種廣域覆蓋蜂窩網(wǎng)（如宏蜂窩（Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ）、微小區(qū)??（Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ）、微微蜂窩（Ｐｉｃｏｃｅｌｌ）、毫微微蜂窩（Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）等）與熱點（ｓｍａｌｌ??ｃｅｌｌ、ＷＬＡＮ，６０ＧＨｚ等）異構融合部署特性，如圖１－１所示。??—?ｉ?—?Ｍａｃｒｏ?Ｃｅｌｌ??、．、、ＭｉｃｒｏＣｅＨ＇??Ｐｒｃｏ／Ｅｅｍｔｏ?Ｃｅｌｌ?一一－－’＇?????——一一■??圖１－１未來異構無線網(wǎng)絡??從拓撲結構來看，非均勾部署將取代傳統(tǒng)蜂窩無線網(wǎng)絡的均勻部署，成為未??來５Ｇ無線網(wǎng)絡的重要特征ＩＭＩ，如圖１－２所示：（ａ）為傳統(tǒng)蜂窩均勻部署模型，??采用經(jīng)典的二維六邊形對無線網(wǎng)絡建模，小區(qū)由正六形構成，１＾獲取最優(yōu)的網(wǎng)絡??部署；（ｂ）為非均勻部署模型，采用泊松點過程（Ｐｏｉｓｓｏｎ化ｉｎｔＰｒｏｃｅｓｓ，ＰＰＰ）對??無線網(wǎng)絡建模，小區(qū)由Ｖｏｒｏｎｏｉ圖構成，稱該類網(wǎng)絡為隨機網(wǎng)絡。??（ａ）?（ｂ）??圖１－２傳統(tǒng)蜂窩均勻部署與非均勻部署拓撲圖??３??

物理層安全的本質是，在竊聽者存在下的無線信道中，無需復雜的加??密方法，即可實現(xiàn)合法節(jié)點間信息的安全傳輸。??圖１－４給出了安全容量可達區(qū)域。圖中縱坐標ｄ為竊聽者Ｅｖｅ對信息不確定??性的度量，最大值為／／ｓ，橫坐標為主信道的信息傳輸速率，最大值為主信道容??量Ｃｍ。當主信道的數(shù)據(jù)傳輸速率大于安全容量Ｑ，不管是否大于主信道容量??Ｃｍ，?Ａｌｉｃｅ與Ｂｏｂ鏈路間的信息傳輸必存在一定的安全損失。而當傳輸速率小??于時，才有可能使得Ｅｖｅ對信息的疑義度達到最大，即Ｅｖｅ竊取不到任何保＾??密信息。??ｄ??個??。．－…―－Ｋ??１?Ｉ??Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??＊?＊?ｉ?＞?巧??Ｃｓ?Ｃ乂??圖１－４安全容量可達區(qū)域??Ｌｅｕｎｇ－Ｙａｎ－Ｃｈｅｏｎｇ等人將Ｗｙｎｅｒ竊聽模型擴展到高斯竊聽信道模型ＷＷ，如??圖１－５所示。合法信道的噪聲和竊聽信道噪聲為獨立的高斯噪聲，該模型下的安??５??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多天線中繼系統(tǒng)中人工噪聲輔助的安全波束成形[J]. 張立健,金梁,劉璐,羅文宇.  通信學報. 2014(11)

博士論文
[1]無線網(wǎng)絡的物理層安全問題研究[D]. 陳濤.華南理工大學 2013



本文編號：3582480