面向下一代无线网络的多维度物理层安全绿色通信系统研究

批准号:
61871023
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
霍炎
依托单位:
学科分类:
F0103.通信理论与系统
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
高青鹤、范新、温营坤、张伊慧、安茜雯、许密、魏鹭巍、樊晶晶、马宏昊
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
作为未来无线移动通信系统的典型架构,分层异构网络以其模块化、灵活性和可扩展性等特点,适应着未来移动大数据与智慧网络不断增长的需求。由于无线移动网络的传输开放性和接入用户的多样性与动态性,数据安全传输问题应运而生。研究者引入了合作干扰应对窃听者截取数据。但当前研究并未将网络层传输协议及节点属性等引入系统级的安全策略设计。基于此,课题组认为有必要针对未来无线移动通信网络大规模数据传输的安全问题,设计相应的合作干扰策略,满足系统级物理层安全性能指标。具体来说包括:(1)针对大规模MIMO和非正交多址等技术,设计满足异构网跨层次多用户场景的合作干扰安全传输策略;(2)基于合作干扰节点可信度,分析物理层安全性能,设计激励机制满足网络安全需求;(3)根据网络层传输协议,制定基于分组内容的间歇性干扰策略;(4)考虑窃听者信道状态信息完全未知的假设,分析共谋窃听情况的安全性并设计相应的合作干扰策略。
英文摘要
A multi-tiered heterogeneous networking architecture for future mobile communication systems is aimed for wirelessly transporting a large amount of data for its modularity, flexibility and scalability. Grand challenges exist to secure big data in wireless transmission systems due to the broadcast nature of the underlying communication channel as well as diversified and dynamic properties of users. It is well-known that cooperative jamming based physical layer security can be employed to prevent eavesdroppers from obtaining legitimate signals. Yet, existing works on this issue do not introduce network layer transport protocols and node attributes into the system-level security strategies design. Accordingly, in order to achieve the system-level performance, we suggest designing and optimizing novel cooperative jamming strategies for future wireless mobile communication networks. Our proposed research is summarized by the following four thrusts: (1) to design novel cooperative jamming strategies to improve secure requirements in multi-user multi-tiered heterogeneous networks with massive Multiple-Input Multiple-Output and Non-Orthogonal Multiple Access; (2) to analyze secure performance based on the trust degree of cooperative jamming nodes and to design incentive mechanisms to cope with untrusted cooperative jamming; (3) to formulate packet context-aware intermittent jamming strategies based on network layer transport protocols; (4) to design novel physical layer security strategies to handle collusive eavesdroppers with completely unknown channel state information of eavesdroppers.
瞄准未来无线移动通信系统,尤其是移动大数据与智慧物联网不断增长的需求,重点研究多层次异构网络的大规模数据安全传输问题。项目组在分析无线信道特征的基础上,从下一代无线新技术、节点属性、窃听者信道状态可用性、系统功率受限等多方面分析并设计该网络物理层安全传输策略。基于此,项目组进一步开展了安全接入认证和通算一体化的拓展研究,给出了物理层安全传输机制在实施方面的可行应用。.项目开展的具体工作包括:.(1)为了充分了解毫米波信道的特征,充分利用大规模天线阵列,为后续物理层安全传输、接入认证与隐私保护等方法的研究奠定基础,分析毫米波信道特征并构建相应的信道估计模型,设计了面向毫米波通信的信道估计方法和面向导频欺骗攻击的信道状态信息恢复。.(2)在提取并分析节点社交属性的基础上,量化社交关系,设计了基于社交属性的可信干扰节点选取方法,给出了基于社交关系的跨层协作干扰策略,实现了“应用层-物理链路层”的跨层通信级信号安全传输方法。.(3)探讨了间歇协作干扰方案的可行性,创新地提出了(时隙性和非时隙性)间歇性协作干扰方案的跨层设计,利用网络层协议控制友好干扰信号的发送,在保证与连续干扰策略具备相同安全性的同时提高系统能效性。.(4)针对移动窃听问题,提出了基于移动友好干扰器的合作干扰物理层安全传输方法和友好干扰器切换机制,实现了区域性的物理层安全。.(5)提出了面向安全组网的多属性物理层认证方法,作为实施物理层安全传输的第一道防线;提出了一系列面向智慧物联应用的安全通算一体化方法,形成物理层安全传输的典型应用。.围绕课题研究,在国内外期刊会议发表学术论文27篇(SCI检索论文17篇),申请发明专利授权8项(已授权5项)。通过以上研究,力求在典型无线通信系统中应用物理层安全传输机制,作为传统安全方法的有益补充,提升网络的安全性。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Threshold-free multi-attributes physical layer authentication based on expectation–conditional maximization channel estimation in Internet of Things
物联网中基于期望条件最大化信道估计的无阈值多属性物理层认证
DOI:10.1177/15501329221107822
发表时间:2022-07
期刊:International Journal of Distributed Sensor Networks
影响因子:2.3
作者:Tao Jing;Hongyan Huang;Yue Wu;Qinghe Gao;Yan Huo;Jiayu Sun
通讯作者:Jiayu Sun
A Survey of Cooperative Jamming-Based Secure Transmission for Energy-Limited Systems
能量有限系统基于协同干扰的安全传输综述
DOI:10.1155/2021/6638405
发表时间:2021
期刊:Wireless Communications and Mobile Computing
影响因子:--
作者:Yu;ong Wu;Yan Huo
通讯作者:Yan Huo
BEV-SGD: Best Effort Voting SGD against Byzantine Attacks for Analog Aggregation based Federated Learning Over the Air
BEV-SGD:针对基于模拟聚合的空中联邦学习的拜占庭攻击的尽力投票 SGD
DOI:10.1109/jiot.2022.3164339
发表时间:2022
期刊:IEEE Internet of Things Journal
影响因子:10.6
作者:Xin Fan;Yue Wang;Yan Huo;Zhi Tian
通讯作者:Zhi Tian
DOI:10.23919/jcc.2020.9248533,10.23919/jcc.2020.10.001
发表时间:2020
期刊:China Communications
影响因子:4.1
作者:Huo Yan;Meng Chun;Li Ruinian;Jing Tao
通讯作者:Jing Tao
An Intermittent Cooperative Jamming Strategy for Securing Energy-Constrained Networks
用于保护能源受限网络的间歇性协作干扰策略
DOI:10.1109/tcomm.2019.2937303
发表时间:2019
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS
影响因子:8.3
作者:高青鹤;霍炎;荆涛;Liran Ma;温营坤;邢晓双
通讯作者:邢晓双
移动社交网络中考虑用户自私性的路由协议研究
- 批准号:61471028
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:92.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:霍炎
- 依托单位:
高速移动条件下无线宽带网络资源管理的研究
- 批准号:61172074
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:霍炎
- 依托单位:
国内基金
海外基金
