Zhuoguo فنغ 1، 2 Dusheng دونغ، لين Shengbin 3

(1. معهد تشنغدو البرمجيات المهني والكلية التقنية، وتشنغدو 610041، الصين،

2. كلية العلوم وتكنولوجيا المعلومات، جامعة جنوب غرب جياوتونغ، تشنغدو 610031، الصين، معهد 3. تشونغتشينغ الاتصالات وتشونغتشينغ 400000)

في شبكة ثلاثية عقدة MIMO التنصت، والتنصت لحزب خبيث يرسل تدخل الطيار، اقترحت الطبقة المادية تجزئة القطع الأثرية وخطة نقل الطيار على أساس نقل آمنة. وينقسم الأول طول نقل الطيار إلى ن أقسام، حيث فقط المستلم الشرعي لتحديد قطاعات م تنقل الإشارة التجريبية. N-م باستخدام قسم مرسل يكتسب إشارة الاستقبال التنصت قناة تقارب وتستخدم للقضاء على القسم تقدير القناة التنصت في القسم قناة م. ثم، المرسل وتصميم مصفوفة الترميز قبل وإشارة الضوضاء الاصطناعية في وقت واحد ينقل، لتحقيق انتقال آمن للإشارات. وتشير نتائج المحاكاة ذلك، عند انقطاع التيار الكهربائي تدخل هي 100 ميغاواط، ومعدل السلامة في المخطط المقترح بمعدل 1.34 بت / ث / هرتز.

CLC: TP218

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.01.034

شكل الاقتباس الصيني: Zhuoguo فنغ، Dusheng دونغ، لين Shengbin. خطة انتقال الطبقة المادية على أساس القطعة نقل الطيار والتحف الأمن تطبيق التكنولوجيا الالكترونية، عام 2017،

43 (1): 129-132.

الإنجليزية شكل الاقتباس: تشو قوه فنغ، دو Shengdong، لين Shengbin. A الطبقة المادية نظام الارسال الأمن على أساس نقل الطيار مجزأة والضجيج المفتعل .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (1): 129-132.

0 مقدمة

منذ مميزة نقل البث، شبكة الاتصالات اللاسلكية عرضة للتنصت، تدخل، أو الهجوم حتى أثارت سلسلة من المشاكل الأمنية. وردا على هذه التهديدات، اقترح البدني أسلوب أمان طبقة في السنوات الأخيرة من وجهة نظر لطبيعة وخصائص قناة لاسلكية من خلال الترميز، تعديل، نقل من وسائل الاتصال، وأسلوب الأمان الفعالة اللاسلكية انتقال إشارة فقا ل، وذلك لضمان حصول المستخدم الشرعي جودة الاتصالات، ولكن أيضا زيادة صعوبة المتنصت لاعتراض الإشارات واستعادة المعلومات.

التنصت التقليدي السيناريو ثلاثة عقدة، ضجيج مصطنع وسيلة فعالة للأمن الطبقة المادية، فإنه يحتاج إلى الحصول CSI تقدير المرسل من خلال القناة، أي قبل إجراء إشارة البيانات، والجانب المتلقي الشرعي ينقل مرسل إشارة طيار تلقي تقدير القناة وفقا لإشارة التجريبية. ومع ذلك، في الشبكة عن طريق التنصت، والأحزاب المكتسبة قد يتم اعتراضها الإرسال متعددة من الطيار، عندما ينقل الجانب المتلقي الشرعي إشارة طيار، إلا أن الحزب مع التنصت التقليدي التنصت أو انتقال الضوضاء التنصت مختلفة الجانب أيضا ينقل إشارة التجريبية، قناة تدخل تقدير المرسل. ويشار إلى هذه المشكلة على أنها تدخل الطيار السلامة، وثيقة مشتق في قناة النموذجية الحالية مع الطيار تدخل نتيجة تقدير بين الخلايا، ويعطي المخطط الأمثل على أساس التعاون الخلية، ولكن من أجل تعزيز التنصت حزب التنصت خصائص المرسل لا يمكن التعاون، بحيث لا يتم تطبيق البرنامج إلى دليل يقود سيناريو تداخل الترددات التنصت.

لحل هذه المشكلة، نقترح نقل الطبقة المادية آمنة والطيار شريحة نظام الارسال على أساس القطع الأثرية. أول طول نقل الطيار مناصفة إلى ن القطاعات، حيث كل من مشروع قطاع الجانب المتلقي حدد م ينقل إشارة التجريبية، قسم ن م المتبقية لا يرسل إشارة التجريبية. التنصت الجانب من أجل تحقيق تدخل الطيار، ستبث نقل الطيار المرحلة التجريبية إشارة التجريبية، الجانب انتقال مع اكتساب الطيار دليل قطاع نانومتر التنصت قناة يقترب إشارة، وتستخدم للقضاء على م شرائح قناة نتيجة تقدير إشارة تجريبي يستند التنصت القناة جزء، مما يقلل من تأثير التدخل التجريبية. وأخيرا، وفقا لCSI المكتسبة المرسل تصميم الرشيد للprecoding مصفوفة، وينقل في وقت واحد التحف إشارة، ويحسن أمن النظام. التحليل النظري والمحاكاة العددية تشير إلى أن معدل الأمن في إطار مخطط المقترح تتعزز بشكل كبير.

1 نموذج النظام والقضايا التي أثيرت

في متعددة هوائي معقدة التمويه شبكة ثلاثية عقدة، والهوائيات NA، NB وNE، كما هو مبين في الشكل.

يمكن التعبير عن مرحلة تقدير القناة إشارة طيار على النحو التالي:

وهذا يدل على أن تتم إضافة القناة بين المرسل إلى الجانب المتلقي نتيجة تقدير المشروعة في الغالب خطي القناة الرئيسية وقناة التنصت HEA HBA، ومعامل الترجيح تتعلق نقل الطاقة الإيجابية. HEA جزء من التنصت النتائج قناة تقدير تصميم مصفوفة الترميز قبل يفضي إلى استغلال حزب، أمن النظام مهددا بشكل خطير. بالنسبة لقضية أمنية، ونحن درسنا الطبقة المادية نظام الارسال الأمني الفعال، مما يقلل من خطر التدخل التجريبية، لضمان أمن نظام الاتصالات.

2 التحف آمن قطاع النقل ونقل الطيار خطة تقوم

2.1 ن م قسم تقدير إشارة قناة تجريبية

كما هو مبين، أول طول نقل الطيار TP 2 تساوت إلى قطاعات ن، كل واحد طول T = تي = ن / ن، ط = 1، ...، ن. قناة مرحلة تقدير، حيث الجانب المتلقي الشرعي للاختيار إشارة الطيار قسم يحيل م، والقسم ن م المتبقية لا يرسل إشارة التجريبية. لنفترض المستخدمين الشرعيين تقاسم كل مختارة نقل الطيار معلومات فترة م، التنصت طرف غير قادر على الحصول على المعلومات. وهكذا من أجل تحقيق حزب التنصت تدخل الطيار، فإنه يقدر قد أحيلت مرحلة إشارة طيار في القناة. ويمكن التعبير عن القسم ن-م إشارة وردت كمرسل:

منذ المرسل لا يعرف قوة التنصت جانب وصوله، لا يعرفون سوى القوة الإجمالية للإشارة المستلمة، وذلك باستخدام المبادئ التوجيهية تقدير LS قناة يمكن الحصول على:

القسم 2.2 متر من قناة قناة تقدير إشارة طيار

في فترة انتقال الطيار الفاصل م، يتم زيادة الجانب المتلقي قوة رائدة الإرسال المشروعة، وعلى الجانب نقل أو استغلال تدخل الطيار، المرسل تقدير القناة الثانية، من السهل أن تحصل على:

من قبل اثنين من تقدير القناة، واقتناء التنصت القناة في أول نتيجة مرحلة التقدير، وبناء على نتيجة القضاء على الثانية قناة تقدير القسم قناة المتنصت النتائج، على الرغم من أن الزيادة في تعقيد تقدير القناة، ولكن يقلل كثيرا من دليل الجانب التنصت تداخل الترددات تأثير. منذ عملية التقديرات قناة هما نظام تدخل الضوضاء وجود، والنتيجة النهائية قناة تقدير وجود خطأ كبير.

2.3 تستند علي مرحلة الحرفية نقل البيانات

المرسل المكتسبة CSI التي كتبها تقدير القناة بين العقد المشروعة، استنادا إلى CSI المصممة مسبقا مصفوفة الترميز، وينقل في الوقت نفسه إشارات المجاوبة precoded، والأعمال الفنية في مرحلة نقل البيانات. XA هو نتيجة للوالتشويش بعد precoding، فإنه يمكن التعبير عنها على النحو التالي:

عندما يتلقى التنصت الطرف الوحيد التنصت التنصت والجانب المتلقي الشرعي إشارات على التوالي:

قناة تجزئة على أساس نقل الطيار يقلل من تأثير المكتسبة تدخل الطيار المقدرة، يمكن القطع الأثرية على أساس انخفاض التنصت أداء أفضل، والأمن الزيادة النظام. هذه الورقة المقترحة مخطط تلخيصها في الخطوات التالية:

(1) مشروعا الجانب المتلقي ينقل فترة تجريبية ينقسم TP إلى n، حيث حدد م قطاعات تبث إشارة التجريبية، قسم ن م المتبقية لا الإرسال.

(2) استخدام القسم مرسل ن م يكتسب استقبالا قناة إشارة التنصت التنصت القضاء يقترب قناة تقدير القسم القناة م في قسم النتائج.

(3) معلومات حالة قناة المرسل تصميم المكتسبة precoding مصفوفة، ويرسل في نفس الوقت إشارة XA والتحف في مرحلة انتقال إشارة، وضمان سلامة إشارة النهائية.

2.4 تحليل أداء البرنامج

يقدم هذا القسم معدل آمن المؤشرات تدل على فعالية الخطة المقترحة.

، يمكن التعبير فيها، وKB KE الضوضاء التدخل مصفوفة تغاير للالجانب المتلقي الشرعي والتنصت على النحو التالي:

3 المحاكاة العددية وتحليل أداء السلامة

وفيما يلي تحليل المحاكاة العددية من أداء السلامة من الخطة المقترحة. المحاكاة في المنطقة من 1 كم 1 كم، وإحداثيات موقف المرسل والمتلقي صالحة (-250 م، 0) و (250 م، 0)، والموقف من التنصت حزب (0400 م) ، والمسافة إشارة D0 = 1 م، وثابت مسار توهين = 2، = 1. ذلك أن عدد عقدة والهوائي الطاقة هي NA = 7، NB = NE = 4، PB = PE = 100 ميغاواط، قوة الضوضاء -40 ديسيبل.

ويتم تحليل FIG 3 في وجود تنصت حزب نصف المزدوجة، ونظام آمن مع معدل التغير في قوة الجانب المتلقي الشرعي. عندما معلومات حالة قناة المرسل، ضجيج مصطنع لتحقيق الأداء الأمثل. عندما يرسل التنصت تدخل الطيار، نتيجة قناة تقدير هو تراكب خطية من القناة الرئيسية والقناة والتنصت، وزيادة المتلقي الشرعي نقل الجانب يزيد من قوة معاملات ترجيح تقدير القناة في القناة الرئيسية، ثم أداء السلامة لتدخل الطيار مع إرسال بزيادة في زيادة الطاقة. وأشارت إلى قناة برنامج هنا النتائج تقدير الأول الثاني تعويض تقدير القناة، وبالتالي الحصول على تقدير القناة للقضاء على نفوذ قناة التنصت، لتحسين أمن النظام. يتضح من FIG 3، بمتوسط زيادة يصل الى 1.34 قليلا. / ق / هرتز عند معدل السلامة في مخطط نسبة تداخل الترددات المقترحة هنا موجود تنبيغ، ومع ذلك، تتأثر تقديرات القناة الثانية من الضوضاء النظام، بحيث تكون النتيجة تقدير النهائية والقناة الرئيسية لديها الانحراف، ثم حقق البرنامج أداء أسوأ من أداء المشهد CSI المعروفة.

الشكل 4 تأثير الضوضاء على أداء النظام من الخطة المقترحة. عندما انخفضت قوة ضجيج -70 ديسيبل ~ -10 ديسيبل يختلف عن المعدل الأمن، عندما يصل إلى -20 ديسيبل، فإن معدل الأمان هو ما يقرب من الصفر، لأن هذا هو قاسية جدا ضوضاء النظام البيئة، فإنه لا يمكن التواصل بشكل صحيح. مع زيادة قوة الضوضاء، والفرق معدل ونظم الضمان المعروف هنا CSI يزيد أولا ثم النقصان، لأن مجموعة من -70 ديسيبل ~ -40 ديسيبل من الضوضاء في قيمة قوة الضوضاء أصغر، البرنامج هنا الخطأ الناتج عن الضوضاء أقل وطاقة أقل، وتحقيق أفضل أداء السلامة. عندما تزداد قوة الضجيج إلى تعطيل الاتصالات العادية، وأداء جميع برامج تدهورت بشكل حاد.

4 خاتمة

في ثلاثة عقدة التنصت شبكة MIMO، عندما يرسل المتنصت الخبيثة قناة تجريبية مرحلة تقدير تداخل الترددات، يشكل تهديدا خطيرا لأمن النظام. بالنسبة لقضية أمنية، ونحن اقتراح خطة تقوم على طبقة الإرسال أمن قطاع نقل المادية التجريبية والتحف، أول طول نقل الطيار مناصفة الى شرائح ن، حيث كل من الجانب المتلقي الشرعي ينقل طيار القسم اختيار م إشارة، فإن نانومتر المتبقية لا يرسل إشارة قسم التجريبية. المرسل الحصول قناة التنصت مع القسم ن-م إشارة وردت المقابلة لتقريب وتستخدم للقضاء على القناة التنصت القسم نتيجة المقدرة استنادا إلى شرائح قناة متر من إشارة التجريبية، وبالتالي الحصول على نتيجة دقيقة قناة تقدير. المرسل ثم يتم تصميم الترميز قبل المصفوفة، وإشارات الإرسال في وقت واحد والتحف، لنقل آمن للإشارات. وأخيرا، أظهر التحليل أن أمن الخطة المقترحة من قبل النظرية. تظهر المحاكاة العددية التي عند انقطاع التيار الكهربائي تدخل هي 100 ميغاواط، ومعدل السلامة في تجسيد المشار إليها هنا بمعدل 1.34 بت / ث / هرتز.

مراجع

وينر A ث- نفاذية قناة سلك الصنبور نظام .Bell مجلة التقنية، 1975،54 (8): 1355-1387.

LIN P H، معدل لاي S H.On سرية المعمم اصطناعية الضوضاء ساعد تكوين الشعاع آمن للقنوات التنصت .IEEE مجلة للمناطق مختارة في مجال الاتصالات، 2013،31 (9): 1728-1740.

لي هاو وانغ Xianbin.Dynamic الباطن الإحداثي التداخل لمنع التنصت في أنظمة OFDM .IEEE الاتصالات رسائل، 2014،18 (6): 1059-1062.

بيك H، N ساستري N.Effectiveness التشويش الضجيج مع ضجيج جاوس الأبيض والضوضاء المرحلة مقارنة السعة استقبال monopulse رادار المؤتمر الدولي لتقنيات الاتصالات .IEEE الالكترونيات، الحاسبات و، 2014: 1-5.

YUKSEL M، ERKIP E.Analysis وتصميم قناة تقدير متعددة الخلية متعدد المستخدمين أنظمة MIMO OFDM المعاملات .IEEE على بالعربات التكنولوجيا، 2014،13 (20): 1-11.

KAY S M.Fundamentals معالجة الإشارات الإحصائية: نظرية تقدير .Prentice هول، 1993.

MUKHERJEE A، ألعاب سويندلهيرست A L.Jamming في القناة التنصت MIMO مع المتنصت نشط المعاملات .IEEE على معالجة الإشارات، 2013،61 (1): 82-91.

YAN S H، G GERACI، يانغ N، وآخرون AL.ON معدل السرية المستهدفة للقنوات التنصت SISOME .Proceedings عام 2014 مؤتمر IEEE الدولي للاتصالات (ICC)، 2014.

غويل S، نيجي R.Guaranteeing السرية باستخدام ضوضاء اصطناعية المعاملات .IEEE على الاتصالات اللاسلكية، 2008،7 (6): 2180-2189.