基于无线信道参数的物理层安全密钥容量

利用无线信道参数提取物理层安全密钥时,密钥容量受加性噪声、信道测量时差、终端移动速度、采样周期和采样点数等因素影响。针对这一问题,该文在均匀散射环境中利用单输入单输出无线信道定量分析密钥容量,推导了密钥容量的闭式解以确定最佳采样周期的约束条件。仿真分析表明该结论同样适用于非均匀散射环境,同时验证将物理层密钥提取技术应用于无线通信系统的可行性。     

多天线系统中面向物理层安全的极化编码方法

该文提出一种基于多输入信道最大容量差映射的极化安全编码方法,通过适当降低信道极化速度达到提高安全传输速率的目的。首先,利用信道极化结构,将极化后的逻辑信道按信道质量划分为好信道与差信道两类;然后,通过具体的逻辑信道删除率迭代分析,提出一种能够有效提升差逻辑信道容量并降低好逻辑信道容量的最大容量差信道映射方法,达到降低信道极化速度的目的;最后,利用加权修正合法信道与窃听信道最大容量差映射结果,实现多输入信道下的极化安全编码。仿真结果表明,在极化阶数n=9的二进制删除信道下,所提方法相比随机映射与Arikan方法,安全传输速率分别由0.029, 0.004提升到了0.042,并且所提方法同样适用于衰落信道场景。     

基于星座模糊的物理层加密技术研究

利用对实际调制信号的星座映射设计,置乱已调符号的星座来保护调制方式和已调信息,从而保证信息传输的安全.提出一种基于信道系数的星座模糊设计(Constellation Obfuscation base on Channel coefficient,COC)方案,利用无线信道互易性和时变性特点,将信道系数作为初始密钥,在不...     

基于二级混沌映射的OFDM安全传输方案

基于OFDM技术,结合混沌序列的伪随机特性和初值敏感性,提出了一种数据相位混沌旋转和子载波混沌映射的安全传输方案。仿真结果和分析表明,该方案能够有效地对信息进行混沌安全传输,增强输出信号的随机特性,窃听方无法通过信号的统计特性估计出发送信息,从而保证通信的安全性。与常用的安全措施,如AES（高级加密标准）、多天线随机化传输矩阵等方法相比,所述方案能够达到较好的计算安全性。     

卫星通信物理层安全技术研究展望

物理层安全技术为通信信息安全研究开辟了新的途径。论述了卫星通信物理层安全技术应用的可行性,分析了现有物理层安全技术及其应用于卫星通信的潜在问题,提出了卫星通信物理层安全可研究方向,及基于单星平台、星座平台、天基平台通信系统条件下的关键技术,展望了卫星通信物理层安全技术的发展前景。     

基于DVB-T2的旋转星座解映射算法及其改进

在广播和通信领域最新概念中,星座旋转作为一种分集技术被应用于DVB-T2标准。对于旋转星座采用基于硬判决的二维迭代LLR解映射算法进行了一些简化,但由于硬判决带来了误码传播,并且首次软信息计算仍较为复杂。提出了两种改进方案,分别从误码性能和运算复杂度方面对原算法进行了改进。仿真结果表明,信道条件较为恶劣时,改进方法在性能上优于原系统。     

基于OFDM的IEEE802.16a物理层简介

简要介绍了IEEE802.16的基本概况,描述了IEEE802.16a标准采用的几种物理层方案。IEEE802.16a协议物理层支持的主流技术就是OFDM技术,重点介绍了OFDM的基本原理,采用OFDM调制技术的WirelessMAN OFDM系统,以及其物理层的一些参数及性能。最后介绍了2种双工方式的帧结构及其工作原理。     

一种基于物理层加密的OFDM系统设计与实现

在5G无线通信系统中,高效、快速、安全地传输信息对整个通信系统有着重大意义。针对基于计算量的现代密码学系统算法高功耗、高复杂度的特点加之其面临巨大安全挑战的背景,提出并仿真验证了一种基于物理层加密的OFDM通信系统。该系统通过加密调制联合设计,在复数域对调制后的复数信号进行等距变换,以混淆原始信号波形特征,从而达到更高的安全性。理论分析和仿真结果表明,在各种信道中,该系统在保证OFDM系统通信性能的前提下,可以实现低功耗、低复杂度、低时延的物理层加密从而有效地提高系统的安全性能。     

基于矢量量化的高效随机物理层密钥提取方案

针对现有的物理层密钥生成方法中存在的生成速率偏低、误码率高等问题,借助无线信号接收信号强度RSS,提出了基于矢量量化的高效随机物理层密钥提取方案(HRVQ).该方案通过不一致性去除减少通信双方不一致的信道特征值,利用矢量量化将信道信息转化为0、1比特流,并通过模糊提取器进行纠错和随机性增强处理.实验表明:该方案在密钥生成速率方面达到了284%的比特生成率,并且在实现了零误码率的同时保证了生成密钥的随机性.     

基于遗传算法的全索引调制的物理层加密算法

基于带指数调制的OFDM系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation,OFDM-IM)以其潜在的分集增益而被人们所熟知。随后,一种基于遗传算法的全索引调制的OFDM(GA-OFDM-AIM)方案被提出,与传统的OFDM-IM相比,其采用遗传算法辅助子块设计,通过交叉、变异和选择过程,得到了低误码率的子块实现,但由于窃听者可以通过搜索算法或检测信道中的子块,传输安全无法得到保证,为此提出了基于遗传算法的全索引调制的物理层加密算法。利用无线信道特点,采用密钥生成技术提取初始密钥并且作为混沌发生器的初始值产生混沌序列,再利用该混沌序列对GA-OFDM-AIM中的子块进行星座点映射和星座旋转,打乱了星座阶数和调制类型的特征,使得窃听者难以破解系统的参数。为验证该算法的有效性和安全性,分析了不同的攻击模型,并比较了加密前后星座的误码性能。安全分析和仿真结果表明,该方案能有效地提高系统的安全性和传输性能。     

BICM-ID系统中一种新颖的16QAM星座映射方案

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对系统性能改善有限,通过调整比特位置分配,基于互信息分析提出一种新颖的16QAM星座映射方案,该方案提高了映射比特位的不等保护度。并根据互信息设计准则,仿真分析了不同调制映射方案下BICM-ID系统的调制受限信道容量,仿真分析表明:在中高信噪比下,新映射方案较传统Gray映射方案在信道容量上的提高最高可达2.38bit/channel。     

BICM-ID系统中一种新颖的16QAM星座映射方案

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对系统性能改善有限, 通过调整比特位置分配, 基于互信息分析提出一种新颖的16QAM星座映射方案, 该方案提高了映射比特位的不等保护度。并根据互信息设计准则, 仿真分析了不同调制映射方案下BICM-ID系统的调制受限信道容量, 仿真分析表明: 在中高信噪比下, 新映射方案较传统Gray映射方案在信道容量上的提高最高可达2.38bit/channel。     

基于WiMAX物理层的OFDM系统的仿真与性能分析

首先对IEEE802．16d标准的发射机和接收机工作过程进行了详细描述,分析了该系统物理层的基本原理,在此基础上,基于LabVIEW系统仿真软件,构建了一个典型的WirelessMAN—OFDM系统仿真模型与框架,给出了系统性能的基本仿真结论。该系统仿真模型与框架可以用于对WirelessMAN—OFDM系统的深入研究和探讨,这对WiMAX系统的优化设计、缩短系统的开发周期具有十分重要的意义。     

MIMO OFDM系统中基于物理层与链路层的跨层优化设计

该文讨论了基于空时编码发射分集正交频分复用(OFDM)系统的跨层传输技术.该技术结合了传统物理层自适应调制和链路层自动请求重发,利用链路层的误包率和信道估计参数计算自适应调制门限,在系统给定时延和误包率约束的基础上最大程度地提高了频谱利用率.仿真结果表明,该算法相比传统物理层自适应传输,在频谱利用率性能上有1.5dB以上的增益.但随着最大重传次数的增加频谱利用率的提高越来越小,这就使得实际系统能以较小的时延代价换取足够的频谱利用率增益.     

基于信号传播特性的物理层密钥生成方案

传统基于接收信号强度的物理层密钥生成方案在窃听者靠近合法方时,合法方的密钥易被窃听者获取.针对该问题,在分析密钥误比特率的基础上,提出一种基于信号传播特性的物理层密钥生成方案.方案根据接收信号强度的实测样本估计大尺度衰落模型,提取出多径效应影响下的小尺度参数量化生成密钥.实验结果表明相比于传统方案,本方案在室内环境窃听距离大于0.6倍波长以后,窃听方密钥误比特率大于0.48;在室外环境窃听距离大于1倍波长后窃听方密钥误比特率为0.47,实现了安全可靠的物理层密钥生成.     

一种基于Savitzky-olay滤波的物理层密钥生成方法

物理层密钥生成技术使得节点能够利用无线信道的物理特性直接生成共享密钥,从而保证无线通信过程的安全性。针对当前物理层密钥生成方案普遍存在实际场景下密钥生成率低的问题,提出了一个基于Savitzky-olay滤波的物理层密钥生成机制优化方案。该方案中,合法通信节点首先探测信道并通过Savitzky-olay滤波消除部分由信道干扰造成的信道状态差异,然后,利用多级量化以及格雷码将信道状态转为比特序列,最终通过Cascade交互式信息协调协议以及基于2阶全域哈希函数的保密增强生成合法节点之间的共享密钥。实验结果表明,基于Savitzky-olay滤波的优化方案能够有效提高物理层密钥生成过程的效率,提高了此类安全机制的实际可用性。