أغنية هوى ينغ، وارتفاع يوان يوان نان شا
(جامعة PLA معهد هندسة الاتصالات العلوم ونانجينغ 210000)
في السنوات الأخيرة، أصبح تحديد الترددات الراديوية (RFID) التكنولوجيا باعتبارها التكنولوجيا الرئيسية لبناء "الأشياء" من اهتمام الناس، وكيفية ضمان أنظمة RFID أمن الاتصالات تحديا هاما. وبناء على سطح الطبقة المادية، درسنا أداء هوائي متعدد السلبي نظام الاتصالات RFID سلامة نقل، والتدخل الاصطناعي (AN) تقنيات، اقترح مختلفين مخطط تحسين الأمن: على "للحد من السلطة" و "الجانب المتلقي الشرعي "وترد، وحالة خاصة من برنامجين" تعظيم SINR برنامج الفضاء الصفر "، ثم البرنامج لتحقيق الاستخدام الأمثل للاسترخاء شبه مؤكد والطرق الرياضية التحسين محدب. أثبتت محاكاة أن استخدام نوعين من أداء السلامة AN أفضل من أي برنامج مخطط AN، ولتوفير الطاقة وتحسين إشارة إلى نسبة الضوضاء المستخدم يتلقى غرض مشروع، بل هو من أهمية كبيرة للجهاز RFID والسلطة محدودة.
متعدد هوائي، RFID، والأمن الطبقة المادية، التدخل الاصطناعي، الاسترخاء Semidefinite، محدب الأمثل
CLC: TN925
كود الوثيقة: A
DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.171201
شكل الاقتباس الصيني: . السلامة الجسدية طبقة الأمثل سونغ هوي يينغ، وارتفاع يوان يوان، الرمال نان التكنولوجيا متعددة نظام هوائي RFID الالكترونيات، 2018،44 (1): 100-103.
الإنجليزية شكل الاقتباس: . كلمات هوى ينغ، قاو يوان يوان، شا نان البحث عن خطط التحسين حول أمن طبقة المادي للنظام RFID مع هوائيات متعددة تطبيق تقنيات الالكترونية، 2018،44 (1) :. 100-103.
0 مقدمة
RFID (تحديد الهوية بترددات الراديو، RFID) التكنولوجيا هي تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية، وهي إشارات الراديو يمكن تحديد هدف معين والقراءة وكتابة البيانات، والتطور السريع الراهنة للتكنولوجيا RFID لديه مهمة لتحقيق التقدم في مجال الأشياء.
ونظرا لطبيعة البث للنظام، والتي هي عرضة للتنصت، وهناك مخاطر من انتهاك الخصوصية المخفية. ركزت العديد من الدراسات التي تنطوي على مسائل الأمن RFID على مستوى رئيسي، ولكن أيضا يحمل عددا من السلبيات. بالمقارنة مع التقليدية أعلى مفتاح الفن والتكنولوجيا الأمنية الطبقة المادية يستفيد من خصائص قناة الراديو يتلاشى والضوضاء لتعزيز أمن نقل المعلومات، وجود عدد من المزايا التقنية.
في السنوات الأخيرة، والعلماء لديهم ميزات الأمان الطبقة المادية تدريجيا وتمت دراسة أنظمة RFID سيلة نقل آمنة. ومع ذلك، فإن نظام RFID إلى فوق الطبقة المادية الوثائق الأمنية مؤشر القدرة آمن، ودراسة خصائص متعددة هوائي السيناريو صغير نسبيا، وبالتالي، سوف يمكن وصفها توفير الطاقة هنا، ملزمة لتحسين إشارة إلى الطرف المتلقي تدخل يتم دراسة نسبة الضوضاء (اشارة الى التدخل ونسبة الضوضاء، SINR) لغرض أداء السلامة للطبقة المادية للRFID سلبية متعددة هوائي النظام.
تظهر الرموز ذات الصلة الوثيقة ومعانيها هي على النحو التالي: مرتفع H يدل على مرافق منقولة مصفوفة، CN هو مجموعة معقدة من البعد ن، آر () ممثل أثر للمصفوفة، كما أعرب عن القاعدة الإقليدية || || ووسائل a0 مصفوفة شبه أكيدة، E {}، رتبة () تمثل ممثل التوقع الإحصائي رتبة المصفوفة، س ~ CN (، ) يدل على X مع متوسط ، والتباين [سيغما توزيع معقد متغير عشوائي الضبابي.
نموذج النظام 1 الأمنية وتحليل الأداء
نظام FIG 1 قبل السلبي العلامة هوائي واحد (T)، متعدد هوائي القارئ (R)، ومتعدد الهوائيات المتنصت مكونات (E). R مع K الإرسال والهوائيات، M هوائيات استقبال، E مع N هوائيات استقبال. أعمال R في وضع الازدواج الكامل، يفترض كل قناة أن خصائص عابرة للتقديرات الإحصائية قد علمت.
1 استنادا إلى نموذج استقبالا، R، وE معلومات خريطة يتم التعبير على النحو التالي:
قوة الحد الأدنى مجموعه تصميم 2
2.1 وصف البرنامج
اشتقاق SINR تشكيل أعلاه، سيكون إشارة الناقل وناقلات إشارة تدخل ث مصفوفة تغاير الأمثل الشرعي R الجانب المتلقي والمتنصت مستوى E SINR تصل إلى عتبة إطار فرضية أن انتقال السلطة الإجمالية للR وأعرب عن الحد الأدنى على النحو التالي:
يمكن إثبات أن صيغة (8) هي مشكلة NP-الصعبة، لمثل هذه المشاكل، واستخدام نهج الاسترخاء شبه مؤكد للعلاج.
الاسترخاء 2.2 Semidefinite
صيغة (9) لديه رتبة (W) = 1 للاسترخاء، حتى أن صيغة (9) في إيجاد الحل الأمثل لمحدبة، والحل الأمثل ويمكن حلها عن طريق خوارزميات SeDuMi CVX.
2.3 برنامج الفضاء صفر
3 أقصى تصميم الاستقبال SINR
3.1 وصف البرنامج
حل الاستقبال أقصى موضوعي SINR المقترح هو: تلبية مجموع انتقال السلطة P E إشارة المتنصت مقيدة إلى نسبة الضوضاء تدخل حالة e، بحيث الاستقبال SINR R محطة القارئ الحد الأقصى:
الاسترخاء 3.2 Semidefinite
3.3 برنامج الفضاء صفر
أيضا، كحالة خاصة من صيغة (14)، وSINR الاستقبال هو الحد الأقصى القارئ R "برنامج الفضاء الصفر" يتم التعبير عن:
4 محاكاة وتحليل الأداء
يصف هذا القسم نوعين من الخطة المقترحة محاكاة المادة الأداء، ولكل نوع من البرنامج سيتم مقارنة مع "برنامج الصفر الفضاء" البرنامج وعدم التدخل الاصطناعي في التحليل ويطلق على هذه الأنواع الثلاثة من برامج "تخفيف الضجيج"، و " برنامج الصفر الفضاء "و" برنامج غير AN ". لنفترض بدران = 4 م، DTE = 5 م، دري = 3 م، ص = 2، = 0.3، = - 20 ديسيبل.
4.1 السلطة خطة إنقاذ
أولا، في الجانب R، والقيود المختلفة الطرفية قيمة العتبة E SINR، القارئ استكشاف العلاقة بين مجموع P نقل الطاقة ومستوى الضوضاء في E، R، ومن المقرر E 3 إلى عدد من الهوائيات.
FIG 2 يمكن الحصول عليها من الاستنتاجات التالية: الأداء (1) باستخدام "اضطراب توهين البرنامج" و "برنامج الفضاء الصفر"، وتقريبا نفس الشيء، وأفضل من "لا برنامج AN"، E فقط عندما ضجيج كبير "AN برنامج لا" قيمة الطاقة المقابلة، مشيرا إلى أن البرنامج فقط عندما يكون الفرق في المتنصت الأداء. (2) يزداد إجمالي استهلاك الطاقة انتقال كما E يقلل من الضوضاء، وسوء المتنصت وصف البيئة، لا يحتاج النظام إلى استهلاك الطاقة المفرطة يمكن ضمان اتصالات آمنة. (3) r e زيادة أو نقصان إجمالي الطاقة وزيادة، وثبت لتحسين الأداء المطلوب هو إجمالي استهلاك الطاقة بالنسبة للسعر.
وفي وقت لاحق، في حالة من عدد مختلف من الهوائيات، فقط باستخدام "اضطراب توهين برنامج" مواصلة استكشاف قوة التدخل التي تنتقل من علاقة PZ القارئ، والسلطة الناقل PW يتم تعيين r = 30 ديسيبل وe = 5 ديسيبل.
وكما يتبين من الشكل (3): (1) هو PZ صغير > PW، بعد زيادة PZ < يتم تقليل PZ مع الزيادة، في حين بقي الأسبق مستقر، PW. وذلك لأن دور كبير في المتنصت قوة إشارة التدخل، ويرتبط السلطة مباشرة إلى المتنصت مستوى الضجيج، وقدرة الموجة الحاملة لإثارة التسمية الإلكترونية، وبالتالي لا تزال مستقرة. (2) عدد الهوائيات الزيادة، وانخفاض نقل الطاقة الإجمالية المطلوبة لR، مشيرا إلى أن الهوائي يزيد من مجموع توفير المزيد من السلطة، ولكن بسعر التكلفة.
4.2 الحد الأقصى SINR مخطط تلقي
أولا، على عتبة مختلفة e القيد E محطة، والحد الأقصى تلقى إشارة دراسة القارئ نسبة الضوضاء تدخل العلاقة ثلاثة مخططات SINRr مع مستوى الضوضاء من المتنصت، R، E تم تعيين عدد من الهوائيات إلى 3، P = 50 ميغاواط .
يمكن أن نستخلص من الرسم البياني لFIG 4 الاستنتاجات التالية: (1) حققت نوعين من مخططات أكبر AN SINRr من "أي برنامج AN"، والأداء "التدخل برنامج التوهين" "برنامج الفضاء اغية" نفسه تقريبا. (2) "خطة تخفيف التدخل" لتحقيق SINRr كانت على مستوى عال، وذلك تمشيا مع الممارسة؛ في أصغر، "لا توجد خطة AN" لتحقيق SINRr منخفضة جدا، لا يوجد أي قيمة عملية، وعندما كبيرة، "برنامج AN-مجانا فقط في نفس تأثير "مع النظامين أخرى باستخدام تأثير التدخل الاصطناعي. (3) e زيادة تصل إلى زيادة إجمالية في SINRr، ويمكن ويمكن وصفها القيم الحدية الاسترخاء e تحسين الأداء استقبال الوجهة.
وأخيرا، في مختلف أقصى مجموع القيد السلطة P، بمقارنة العلاقة بين "برنامج تخفيف الضوضاء" و "لا برنامج AN" مع SINRr، R، E تم تعيين عدد من الهوائيات إلى 3، e = 5 ديسيبل.
وكما يتبين من الرسم البياني لFIG 5، وإجمالي القيد قوة زيادات P، واستخدام "التدخل توهين تجسيد" تحقيق SINRr عموما أيضا زيادة، مما يشير إلى زيادة أداء التكاليف وتحسن على حساب زيادة P على أداء "لا توجد خطة AN" من أي تأثير.
5. الخاتمة
واستنادا إلى جانب الطبقة المادية، وذلك باستخدام التدخل الاصطناعي، واستخدام الاسترخاء شبه واضح وأسلوب الأمثل محدب، اقترح "نقل مخطط تقليل قوة" و "الاستقبال مخطط SINR تعظيم"، وهو نظام RFID السلبي الأمثل شرعية سلامة وجودة الطرف المتلقي.
مراجع
الأشياء هو جين تاو وي في مجال البحوث وتطبيق التكنولوجيا الأمنية نظام RFID أساس تشنجيانغ: جامعة جيانغسو للعلوم والتكنولوجيا، 2012.
EISENBARTH T، S كومار، PAAR C، وآخرون al.A مسح من الوزن الخفيف-التشفير implementations.Design واختبار أجهزة الكمبيوتر IEEE، 2007،24 (6): 522-533.
VAHEDI E، WARD R K، BLAKE I F.Security تحليل وتعقيد مقارنة بعض مؤخرا خفيفة الوزن RFID protocols.Computational الاستخبارات في الأمن لمعلومات Systems.Springer برلين هايدلبرغ، 2011: 92-99.
الدفاع B، FU K، JUELS A.Cryptanalysis اثنين خفيفة الوزن RFID المصادقة مؤتمر schemes.IEEE الدولية على تفشي الحاسبات والاتصالات ورشات عمل، 2007.PERCOM Workshops.IEEE، 2007: 211-216.
ليو شوانغ، وانغ جيان، جووي مثل مسح تأمين الاتصالات تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية الطبقة المادية، 2014،47 (2): 128-135.
نظرة عامة التشويش الحلقة الدراسية للاتصالات العسكرية في عام 2013، تشانغ Bangning أمن تكنولوجيا الاتصالات الساتلية البحوث الطبقة المادية: 151-157.
حي Q، GONG G، D ENGELS W، وآخرون al.How لتطوير التنصت-clairaudience نشط في سلبية RFID systems.World موبايل اللاسلكية وشبكات الوسائط المتعددة، 2012: 1-6.
YOU J، G انغ، بروتوكول ZHONG Z.Physical الطبقات تعزيز الأمن انتقال ضد التنصت على الاتصالات المحيط ارتدادي system.Wireless، موبايل والوسائط المتعددة (ICWMMN 2015)، 6 المؤتمر الدولي on.IET، 2015: 43-47.
TROTTER M S، VALENTA C R، KOO G A، وآخرون تقنيات al.Multiantenna لتمكين علامات RFID سلبية وأجهزة الاستشعار في الميكروويف frequencies.RFID (RFID)، 2012 IEEE الدولي للمؤتمرات on.IEEE، 2012: 1-7.
يانغ Q، وانغ H، زانغ Y، وآخرون al.Physical الأمن طبقة في MIMO المعاملات systems.IEEE ارتدادي لاسلكية على الاتصالات اللاسلكية، 2016،15 (11): 7547-7560.
هوانغ Wenqi الحديثة الحسابية دليل نظرية: خلفية NP-الصعبة المشكلة، وتوقعاتها حل خوارزمية بكين: دار العلوم، 2004.
