送信情報を情報量的に秘匿する無線分散伝送技術の開発

隐藏传输信息量的无线分布式传输技术的开发

• 批准号: 20K11782
• 负责人: 山中 仁昭
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Japan Coast Guard Academy (Center for Research in International Marine Policy)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11782/
• 关键词: 分散伝送; 物理層セキュリティ; 情報量安全性

本研究は無線空間の時間／周波数／空間の多次元的な無線リソースを有効に組み合わせて活用し，無線空間内で情報を分散伝送させることをベースに伝送の秘匿性向上を図る研究である．本研究に関してはこれまで，無線空間のマルチパス性に注目し，電波の伝搬する複数の方向に対して送信アンテナの指向性を制御することにより，それぞれの放射方向に沿って複数の伝送路を形成することが可能なこと，また，それらの伝送路を用いて情報を分散伝送させることにより，送信情報の秘匿性を向上できることを示した．2021年度においては，これまでの空間リソースの活用において，アンテナの指向性制御に加え，MIMO信号処理に基づく無線信号の空間多重伝送に注目して研究を進めた．具体的にはQR分解に基づく伝搬路行列のブロック対角化法に注目し，伝搬路行列の対角化によって形成される伝送路の伝搬利得を互いに平準化することにより，送信アンテナの指向性制御と同様に無線空間内に複数の伝送路を形成することが可能であり，送信情報の秘匿性向上に資することを確認した．2022年度においては，MIMO信号処理を用いた具体的な分散伝送法として，秘密分散法を適用した分散伝送法を提案し，伝送容量を尺度として秘密通信の可能性について検討した．提案法では，伝搬路行列を対角化するMIMO信号処理に基づいて無線空間内に複数の伝送ストリームを形成し，形成した伝送ストリームへ秘密分散法により送信情報を分割して伝送する．その際，各伝送ストリームを流れる信号電力を等しく制御することで伝送容量が最大となることに注目し，正規ノードに対して伝送容量を最大化することで，周囲のノードに対して伝送容量を高く保ち秘密通信が可能であることを明らかにした．

This study focuses on the research of the time/frequency/spatial multiple elements of wireless space, the combination and utilization of wireless space, the dispersion and transmission of information in wireless space, and the concealment of information transmission. This study is concerned with radio space transmission characteristics, radio wave transmission in multiple directions, transmission directivity control, radiation direction along multiple transmission paths, and transmission information dispersion. In 2021, the research on spatial transmission of wireless signals based on MIMO signal processing was carried out. Specifically, QR decomposition is used to determine the basis of the transmission path array, the polarization of the transmission path array, the formation of the transmission path, the equalization of the transmission gain, the directional control of the transmission path, the formation of multiple transmission paths in the same wireless space, the possibility of the transmission path array, the concealment of the transmission information, and the confirmation of the upward information. MIMO signal processing uses specific decentralized transmission methods and secret decentralized transmission methods. The proposed method is based on MIMO signal processing in which multiple transmissions are formed in wireless space, and the transmission information is divided into two parts by secret distribution method. At the same time, the transmission capacity of each transmission channel is maximized, the transmission capacity of each transmission channel is maximized, and the transmission capacity of each transmission channel is maximized.

项目成果

A QR Decomposition Algorithm with Partial Greedy Permutation for Zero-Forcing Block Diagonalization

迫零块对角化的部分贪婪置换QR分解算法

• DOI: 10.1587/transfun.2022eap1065
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
• 作者: Shigenori Kinjo;Takayuki Gamoh;Masaaki Yamanaka
• 通讯作者: Masaaki Yamanaka

部分的に貪欲置換を施すQRDを用いたMU-MIMOシステム

使用带有部分贪婪替换的 QRD 的 MU-MIMO 系统

• 发表时间: 2021
• 作者: 大塚眞柊 ;瀬川典久;金城繁徳，蒲生貴之，山中仁昭
• 通讯作者: 金城繁徳，蒲生貴之，山中仁昭

秘密分散法を適用したMIMO固有通信の秘匿性に関する一検討

基于秘密共享方法的MIMO专用通信保密性研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 山中仁昭;金城繁徳;宮本伸一;三瓶政一
• 通讯作者: 三瓶政一