《協作認知無線電網路中物理層安全問題研究》是依託北京交通大學，由荊濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：協作認知無線電網路中物理層安全問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：荊濤
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著無線電頻譜資源的日益緊缺，研究者們對合作認知網的研究日漸深入，其安全問題逐漸受到關注。近年來，研究者們提出了物理層安全技術，旨在將無線通信物理層技術用於加強網路底層安全，研究物理層技術對信息安全容量的影響，實現無高層加密時的信息安全傳輸。為了在合作認知網中實現上述目標，本項目組認為有必要對主動防禦（基於協同干擾技術）和被動防禦（基於跳頻技術）兩種物理層安全方案進行深入的分析和細緻的設計。我們研究的主要內容包括：1.設計行之有效的協作者選擇方案，選擇適當的協作者進行協同干擾；2.針對協作者的自私性，設計激勵機制，以激勵協作者完成協同干擾任務；3.在確定協作者之後，設計基於協同干擾技術的全局功率最佳化方案，最終獲得較高的安全容量；4.設計切實可行的跳頻防禦竊聽方案，達到躲避竊聽者的目的。
結題摘要
隨著無線電頻譜資源的日益緊缺，研究者們對合作認知網的研究日漸深入，其安全問題逐漸受到關注。物理層安全技術旨在將無線通信物理層技術用於加強網路底層安全。研究物理層技術對信息安全容量的影響，實現無高層加密時的信息安全傳輸。課題組針對基於協同干擾技術的物理層安全方案進行深入的分析和細緻的設計，分別對協作網路、非正交多址竊聽、能量收集使能等多種場景探討系統安全性能。具體工作包括：（1）協作網路中物理層安全策略：針對協作認知無線電網路自組織、低複雜度、資源受限等網路特點，充分利用無線信道固有的時變、隨機等特性，從資訊理論的角度帶來額外的安全保障，是現有安全機制的重要補充。（2）非正交多址竊聽信道安全性能研究：結合5G的關鍵技術之一非正交多址技術，著重探討不同場景下上行數據傳輸中的安全速率域、安全自由度以及安全編碼方案。（3）能量收集認知無線電網路中資源管理：如何在可用能量動態變化且無法提前準確預知的情況下，合理的最佳化能量收集時間、信道感知時間，以及傳輸功率等多個資源參數，是課題組在能量收集使能場景的安全傳輸中的主要解決的問題之一。（4）非時隙能量收集資源分配策略：針對時隙同步在實際場景中難以實施的問題，探討了非時隙能量收集認知無線電網路的資源分配策略，旨在同時解決無線設備的頻譜分配和能量供應問題。（5）能量收集使能的安全傳輸策略：針對協作認知無線電網路中的能量受限用戶，結合能量收集技術，探討了利用能量收集技術來實現次級用戶的自我供能，研究了基於能量收集技術的協作認知無線電網路中無直連鏈路主用戶的安全可靠傳輸問題。
