Research on physical layer encrypted IoT communication for cyber-physical system cycle optimization

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本研究はサイバーフィジカルシステムにおいてボトルネックとなっているIoT端末などのフィジカルシステムからのセンサーデータの無線通信によるクラウドへの伝送，及び逆方向のサイバーシステムからのアクチュエーションデータのIoT端末への無線フィードバック伝送の容量不足を解決し，同時にIoT通信の課題であるセキュリティ向上を両立させる技術の構築を目的としている．その技術として我々は物理層秘匿性を有する電波暗号化変調を提案しており，これをIoT通信に適用して容量拡大と通信安全性向上を実現する．今年度の実施計画は電波暗号化変調を用いた安全高効率な非直交多元接続手法の性能向上であり，この予定に沿って検討を進めることができた．今年度の研究課題解決のために，まず電波暗号化変調方式の性能向上と装置による伝送実験を行った．そしてpolar符号と呼ばれる誤り訂正符号などを外部連接したときの伝送性能の向上を実現することができた．これらはいくつかの学術論文として出版している．また多値変調化の実現について論文出版を行った．さらに，電波暗号化変調方式が用いる共通鍵の送受信側の共有について，これまではハードウェアIDなどを事前共有することを仮定していたが，事前共有がなくても，無線伝搬路情報を送受信側でやり取りすることで安全に鍵を教習できる手法を構築した．そして電波暗号化多数IoT端末多元接続手法の性能向上について，受信側のユーザ分離手法の性能を上げる手法を構築した．