基于人工噪声的中继网络物理层安全传输机制

针对无线自组织网的不可信中继节点会带来严重安全威胁的问题,提出利用干扰节点保障通信的物理层安全机制。其信息传输分为两个阶段:中继节点获得来自发送端和干扰节点的含人工噪声的信号;目的接收端在干扰节点的协助消噪后还原出原始信息。由于中继节点和窃听者的接收信号始终伴随严重的噪声干扰,系统具有较高的安全性。仿真结果表明,窃听者和干扰节点在处于不同地理位置时,系统均具有较大的安全传输速率。     

基于时域参考的物理层安全传输方案

在SIMO-OFDM通信系统中, 基于发送端多天线冗余的物理层安全算法不再适用。针对这一问题, 提出一种基于时域参考的物理层安全传输方案。合法接收者在各个子载波上构造多天线随机加权向量, 使构造的加权向量在合法信道上的投影等于随OFDM符号快变的时域参考变量, 发送端利用前一时刻接收端构造的参考变量对当前时刻的发送调制符号进行相位旋转。时域参考变量的随机变化, 扰乱了窃听者的接收信号星座图, 导致其无法正确解调。而合法用户能够利用之前构造的多天线加权向量正确解调接收信号。安全性分析和仿真结果表明, 当天线数为8、信噪比为10 dB时, 合法用户误比特率达到10^-4, 而窃听者始终无法正确解调。     

基于联合信道特征的中继物理层安全传输机制

针对中继节点不可信的问题,提出了一种基于联合信道特征的中继物理层安全传输机制.首先将中继前后的两个信道等效合并为一个,得到联合信道特征.然后在联合信道特征的零空间中,增加人工噪声,使参与转发的中继节点无法获得有效信息量.仿真结果表明:当增加的人工噪声处于合法接收者信道特征的零空间时,可以提高协作中继系统的保密容量,合法接收者的误码率要远低于不可信中继;保密容量随中继数量增加的变化趋势与窃听者的分布相关.     

基于RocketIO的SATA物理层高速串行传输实现

高速数据传输是硬盘存储系统设计的一个重点和难点,针对Virtex-4系列FPGA内嵌的RocketIO收发器模块,设计应用于SATA物理层的高速串行数据传输电路。对SATA物理层功能要求进行分析,描述RocketIO收发器的内部结构特点和工作原理,详细讨论基于RocketIO收发器的SATA物理层电路逻辑设计,重点介绍RocketIO收发器的时钟控制和复位的配置。实验结果表明:采用RocketIO收发器进行高速串行传输设计,符合SATA物理层设计要求,并提高系统的集成度和可靠性,为SATA接口的固态硬盘开发奠定基础。     

鲁棒的双向多中继物理层安全传输方案

针对双向多中继系统物理层安全传输无法获取窃听者的精确信道状态信息（CSI）的问题,提出鲁棒的多中继协作波束形成和人工噪声联合物理层安全传输方案,以最大化系统总功率约束下信道状态"最差情况"时的安全总速率。在该方案中,待求解的问题是一个复杂的非凸优化问题。采用交替迭代和连续凸近似（SCA）方法,对波束形成向量、人工噪声协方差矩阵和源节点发射功率进行交替优化迭代,得到了问题的优化解。仿真实验验证了所提方案的有效性,并表明该方案具有更优的安全性能。     

基于中继联合优化选择的物理层安全方案

针对认知无线电(CR)网络中的安全传输问题,提出基于传输中继和干扰中继联合优化选择的物理层安全方案。在主用户网络和次用户网络共存的环境中,通过优化选取协作传输中继和协作干扰中继实现信息的安全传输,并分析推导出瑞利衰落环境下该方案保密中断概率的闭式表达式。仿真结果表明,在不同参数场景下,该方案均可实现较低的保密中断概率,提升CR网络的信息传输安全性能。     

一种基于人工噪声的MISO相关信道物理层安全方法

现有基于人工噪声的物理层安全方法都假设信道是相互独立的,但是多天线通信系统中存在的信道空间相关性会降低系统安全容量。针对这一问题,设计了一种基于人工噪声的多入单出(MISO)相关信道物理层安全方法。通过合法用户信道参数的协方差矩阵得到发送端的信道相关矩阵,利用该矩阵与合法用户信道参数乘积的零空间作为人工噪声的生成空间,随机生成人工噪声对窃听方实现干扰。仿真结果表明,在存在信道空间相关性的情况下,本方法比现有方法的平均系统安全容量提高了约0.5 bit/s/Hz。     

GA-BPNN的网络物理层传输安全加密方法

面对当前物理层数据传输无法分离有效信号和噪声,造成信道一端接收到部分野值数据,从而导致信道传输加密效果不佳的问题,提出了基于GA-BPNN的网络物理层传输安全加密方法。构建多时隙加密传输模型,通过上行通信阶段1、2时隙,将信道容量信息转换处理后可得到密钥。通过下行通信阶段3、4时隙,译码与分组解密信息流,实现第一次信息安全传输。使用GA算法选择传输信道,计算个体适应值在传输信道群适应值中所占比例,通过迭代处理避免适应度值异常个体被选中,使GA算法收敛于全局,获取最优选择结果。实验结果表明,该方法经过滤波处理后获取的数据是无野值数据,滤波处理效果较好,且最大吞吐率为5 000 b/s,与理想吞吐率一致,说明使用该方法加密效果较好。     

基于分段导频发送和人工噪声的物理层安全传输方案

在一个三节点MIMO窃听网络中,针对窃听方发送恶意导频干扰,提出了一种基于分段导频发送和人工噪声的物理层安全传输方案。首先将导频发送长度分为n段,合法接收方只选取其中的m段发送导频信号。发送方利用n-m段接收信号获取窃听信道的近似估计,并用其消除m段信道估计中的窃听信道部分。然后,发送方设计预编码矩阵并同时发送信号和人工噪声,实现信号的安全传输。仿真表明,当干扰功率为100 mW时,所提方案下的安全速率平均提高了1.34 bit/s/Hz。     

智能反射面辅助无人机的物理层安全传输方案

在无线通信系统中,信息发送端和接收端之间的通信链路易受到建筑物的遮挡和非法者的主动窃听。利用无人机（unmanned aerial vehicle,UAV） 灵活的移动性以及智能反射面（intelligent reflective surface,IRS） 在无线环境中智能可控特性,提出一种智能反射面辅助无人机的物理层安全传输方案,以最大化系统平均保密率。该方案首先采用块坐标下降法将最大化系统平均保密率问题分解为UAV-IRS飞行轨迹优化、IRS相移优化以及系统传输功率优化三个子问题。其次,通过引入松弛变量、相位对齐以及逐次凸逼近方法将每个子问题转换为凸优化问题。最后,再运用交替优化方法逐次求解三个凸优化问题。数值仿真结果表明,系统平均保密率与源节点发射功率、UAV-IRS飞行位置和高度、IRS反射元件数量等因素有关。并且与另外两个基准方案相比,所提的方案能有效地提高系统的平均保密率,并且具有较好的收敛性。     

基于软件无线电的通信信号测试平台设计与实现

软件无线电所具有的灵活性、开放性等特点,使其在军民无线通信领域获得了广泛应用。以微电子技术和计算机技术为基础,利用计算机、MATLAB、FPGA和ADI公司的AD9364射频捷变收发器,设计了一种适合测试WCDMA、TD_SCDMA、GSM、LTE等通信系统的信号测试平台,该测试平台能生成任意数字化正弦波,实时检测通信信号的相关信息以及调整射频链路参数。实验结果表明,该设计符合软件无线电的设计思想,具有较强的通用性、可移植性和软硬件均可重构能力。     

基于软件无线电平台的调频终端设计

介绍了基于DSP/FPGA混合架构的小型软件无线电平台,运用模块化设计方法设计了基于该平台的调频终端,详细阐述了调制和解调算法的实现。测试结果表明,基于软件无线电平台的调频终端能实现预期的发射和接收功能,具有便于部署、功能易扩展和易于升级等优势。     

SDN网络中基于交换机等级划分的安全路由策略*

软件定义网络引入了数据平面与控制平面的分离,同时也带来了比传统网络更多的攻击方式。针对软件定义网络从检测出异常到攻击防御结束过程中新流表项下发的安全性进行了研究,为交换机引入安全等级划分机制,根据交换机所处的状态,将交换机划分为三个安全等级,并将攻击检测与路由选择相结合。实验结果表明交换机等级划分的安全路由策略能够使软件定义网络面对攻击表现出动态可伸缩的能力,从而减小攻击对网络所造成的危害。     

基于TinyOS的传感器网络节点物理层的设计与实现

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。基于低功耗、短距离、RF收发芯片TR3000设计的无线通信硬件平台上,设计并实现了基于TinyOS的WSNs节点物理层,提供了无线分组收发、载波侦听以及休眠与唤醒的功能。测试结果表明:该方案具有较低的传输误码率,完全满足了设计需求。     

软件无线电平台可重配置接口的实现

实现了一种用于上位机和FPGA处理板之间通信的可重配置接口,详细介绍了该接口的包格式设计和FPGA逻辑设计。仿真结果表明,该可重配置接口能根据信令,实现准实时在线参数配置,满足多种主流通信体制的不同速率要求。     

基于软件定义资源的实时控制CPS数据传输机制

信息物理融合系统CPS是当前最前沿的交叉研究领域之一,具有广泛的应用前景,其研究和发展离不开数据传输与管理技术的支持。提出了一种基于软件定义资源的CPS模型,通过采用映射资源描述文件的方式实现资源的分配与调度;在此模型的基础上提出了一种实时控制CPS数据传输模式,这种数据传输模式以中间件形式实现,中间件对CPS的消息采用序列化与反序列化的机制传输,可以满足CPS跨平台、跨网络、实时性的要求;设计了一种CPS消息传输的路径,以提高传输效率。实验结果表明,所提出的数据传输序列化机制是可行的。     

一种基于FPGA的ZigBee物理层发射机的数字基带实现方案

本文根据IEEE802.15.4ZigBee协议,使用matlab完成了2.4GHz频段发射机物理层模型的建立和仿真;进行了RTL级仿真和验证;最后,基于Xilinx Spartan-3ADSP平台,完成了发射机的FPGA设计。本方案成功地利用极少的FPGA资源实现了Zigbee发射机数字中频发射的功能,具有很大的开发潜力。     

基于软件定义网络的域内路由保护方案研究

软件定义网络（SDN）是一种将控制平面和转发平面分离的新型网络体系结构。由于其灵活性和可控性得到了业界的青睐。然而,目前SDN采用最优路径转发报文,很难应对网络中频繁出现的节点或者链路故障。因此,为了提高SDN网络的可用性,提出了一种基于软件定义网络的域内路由保护方案（intra-domain routing protection scheme based on software defined network,RPBSDN）。该方案可以为网络中的每个源-目的对计算出多个备份下一跳,利用节点加入到最短路径树的偏序关系来保证转发路径没有路由环路。实验结果表明,该方案不仅具有较小的计算复杂度,而且大大提高了网络的可用性。