无线携能通信网络的物理层安全研究
基于Q-learning算法的多天线无线携能通信安全传输方案研究
设计应用技术算法的多天线无线携能通信安全传输方案研究陈森基（中国联合网络通信有限公司肇庆市分公司，广东算法，针对多天线无线携能通信的安全传输问题展开研究。
在该研究中，将通信环境和攻击威胁作为系统的状态，而通信节点的操作和反应策略被视为系统对该状态的行动，利用最佳的安全传输策略。
通过实验验证，验证了所设计的安全传输方案在传输速率、误码率以及安全性方面的有效性。
算法的安全传输方案能够自适应地应对不同的通信环境和攻击威胁，提高传输的安算法；通信安全；传输方案Research on Secure Transmission Scheme of Multi-Antenna Wireless PortableCommunication Based on Q-Learning AlgorithmCHEN Senji(Zhaoqing Branch of China United Network Communications Co., Ltd., ZhaoqingAbstract: Based on Q-learning algorithm, this paper studies the secure transmission of multi-antenna wireless算法，探索多天线无线携能通信安全传输方案的设计和优化。
算法是一种强化学习算法，用于解决，MDP）问题。
它是一种基于值迭代的学习算法，用于学习在函数（也称值函数），表示在给定状态下采取某个动作所函数更新遵循的迭代公（1）值；α为学为状态s下采为折扣因子（用于权为转移到的下式中：P安全性指标模型中，安全性指标可以通过信道安全容量计算得到，计算公式为式中：C5.2 Q-learning（1作为系统的状态。
例如，通信环境的特征可以包括信道质量、信噪比以及干扰水平等，攻击状态则包括是否存在窃听（黑客试图截获通信数据等）或篡改攻击（恶意篡改传输数据等）。
WiFi通信的安全分析
CRC-32算法是一种用于检测传输噪音和普通错误
上，就能解析出载荷以及ICV内容。对解密出的内容再 的算法。它是信息的线性函数，可以被攻击者篡改加密
用步骤1)的方法生成ICV' ，比较ICV' 和ICV，如果两 信息，并很容易地修改ICV使数据包合法。
信 息
者相同，即认为数据正确。
网 络
2.3 WEP的数据格式
图1 802.11协议和802.3协议的通信结构
WiFi技术的定义其实只涉及数据链路层的MAC子 层和物理层，上层协议和802.3的定义都遵守802.2。对 于数据安全性，WiFi技术中更多使用的是WEP和WPA 加密方法来实现对网络访问的验证和数据的加密，虽然 这些定义的加密方法是可选的，但用户更多选择的是使 用WEP方法。对于802.11的WEP加密，具体是如何实 现破解的呢？下文详细讲述。
虽然WiFi应用广泛，但也有很多令人担忧的安全 问题。
1 WiFi技术简析
WiFi技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家 庭中使用的短距离无线技术，主要应用于局域网中。 除个别版本使用5GHz附近频段外，WiFi技术主要使用 2.4GHz附近频段。当前应用的802.11协议版本，更多 的功能是对有线网络的延伸。图1是802.11协议栈及其 在实际使用中的简单对照[1]。
Information & Network 信息网络
WiFi通信的安全分析
信
刘辛酉
息
上海交通大学电子信息与电气工程学院 上海 200030
网
络
摘 要 通过分析当前应用广泛的WiFi技术以及WEP的工作过程，讲述其中存在的安全问题，从发现的缺陷
中讲解破解方法，同时简单介绍国产WAPI技术情况。
智能反射面辅助的无线信息与能量传输研究综述
智能反射面辅助的无线信息与能量传输研究综述作者：庞海舰陈健锋张广驰崔苗武庆庆来源：《中兴通讯技术》2022年第03期摘要：智能反射面（IRS）是6G的关键技术之一。
优化IRS的被动反射波束赋形，能够对无线信息传输（WIT）与无线能量传输（WPT）进行辅助，从而大幅提高频谱效率。
全面介绍了IRS的研究现状。
首先，对IRS辅助WIT的研究现状进行了归纳分析，表明IRS对提升系统通信性能起到关键作用；然后，对IRS辅助WPT的研究进行了梳理，揭示了IRS在大幅提升能量传输效率方面的潜能；随后，重点叙述了IRS辅助无线携能通信的研究现状，并展望了物理层安全、无人机通信和多IRS协同辅助等6个新研究主题和方向。
关键词：IRS；WIT；WPT；无线携能通信Abstract： With the ability to assist and greatly improve the spectrum efficiency of wireless information transmission （WIT） and wireless power transfer （WPT）， intelligent reflecting surface （IRS） is envisioned as a key technology for future 6G communications. A comprehensive overview of the domestic and international research status of IRS-assisted WIT and WPT is proposed. First， the research on IRS-assisted WIT is summarized and analyzed， which shows that IRS plays an essential role in improving the performance of various WIT systems. Sec？ ond， the research on IRS-assisted WPT is discussed， which reveals the great potential of the IRS in enhancing energy transfer efficiency. Then， the research on IRS-assisted simultaneous wireless information and power transfer （SWIPT） is emphatically described， and six future research directions of IRS-assisted SWIPT are prospected， including physical layer security， unmanned aerial vehicle （UAV）communication， multi-IRS cooperative assistance， and so on.Keywords： IRS； WIT； WPT； simultaneous wireless information and power transfer目前，5G无线通信系统正在全球范围内迅速部署和应用。
无人机信息安全研究综述
无人机信息安全研究综述随着科技的不断进步，无人机已经成为现代社会中不可或缺的一部分，广泛应用于军事、商业和个人领域。
随之而来的问题是无人机的信息安全，尤其是在军事领域的应用更是需要高度的信息安全保障。
相关领域的研究人员和专家一直在努力探索无人机信息安全方面的问题，并提出了许多解决方案和建议。
本文将对无人机信息安全研究的现状和发展进行综述，以期为该领域的研究者和相关从业人员提供一定的参考与启发。
一、无人机信息安全的现状与挑战随着无人机技术的迅猛发展，人们对其信息安全问题的关注也在逐渐增加。
无人机的信息安全问题主要体现在通信安全、数据安全和飞行控制安全等方面。
在通信安全方面，无人机的通信系统容易受到干扰和攻击，例如频谱窃听、频谱干扰和伪装攻击等；在数据安全方面，无人机携带的数据可能会受到窃取、篡改和破坏等威胁；在飞行控制安全方面，无人机的航迹和控制指令可能会受到恶意干扰，导致飞行失控或者被劫持。
由此可见，无人机信息安全面临着种种挑战，而这些挑战往往是多方面、复杂化的。
无人机的信息安全问题还存在一些特殊的挑战，例如对抗物理层攻击、应对新型的威胁和攻击手段等。
这需要无人机信息安全的研究者和相关领域的专家具备更高的技术水平和创新能力，以应对不断变化的信息安全挑战。
二、无人机信息安全研究的主要方向为了解决无人机信息安全问题，研究者们提出了大量的方法和技术，主要包括通信安全、数据安全、飞行控制安全、物理层安全和综合安全等方面的研究。
这些研究方向相互关联、相互影响，共同构成了无人机信息安全研究的主要内容。
1. 通信安全无人机的通信系统是其信息安全的重要组成部分，通信安全的研究成为无人机信息安全研究的重点之一。
在通信安全方面，研究人员主要关注无人机通信系统的保密性、完整性和可用性等方面的安全问题，提出了一系列针对性的解决方案。
基于加密算法的数据传输技术、频谱感知和频谱分配技术等，都能有效提高无人机通信系统的安全性。
基于方向极化调制的安全可靠传输技术研究
基于方向极化调制的安全可靠传输技术研究齐帅;张邦宁;郭道省;张晓凯;李晓光【摘要】由于极化调制和方向调制单一调制方式的安全性不够,在信息传输过程中,容易被窃听者窃听.将方向调制和极化调制相结合,利用方向调制中天线阵列的方向性和在理想方向信道的零空间上加上干扰激励,可以使窃听者接收的信息产生畸变,将极化调制(PM)代替方向调制的PSK后,可以进一步增大窃听者接收信息的误码率.仿真实验证明,利用本方法,在非期望方向上,每一个信息符号产生的畸变更剧烈,各点的最小欧氏距离更小,误码率更大,因此可以提高信息传输的安全性.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2018(037)007【总页数】6页(P27-32)【关键词】方向调制;极化调制;人工噪声;极化分量;误码率【作者】齐帅;张邦宁;郭道省;张晓凯;李晓光【作者单位】中国人民解放军陆军工程大学研究生院,江苏南京210007;中国人民解放军陆军工程大学研究生院,江苏南京210007;中国人民解放军陆军工程大学研究生院,江苏南京210007;中国人民解放军陆军工程大学研究生院,江苏南京210007;中国人民解放军陆军工程大学研究生院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN9180 引言极化调制利用一对正交的极化状态来承载信息，而电磁波除了具有幅度、相位、频率三大特性外，极化也是其另一基本特性，极化调制便充分利用了这一特性。
极化调制开启了信号传输的另一维度，可以缓解无线通信中频谱资源紧张、干扰严重等问题。
近些年来，极化调制不断得到人们的关注，同时，由于方向调制在防窃听方面的突出能力，也越来越得到学术界的重视和研究。
文献[1]利用天线极化调制来提高任意雷达系统的动态范围、评估极化目标及细化可探测的雷达场景。
文献[2]将极化调制和正交振幅调制(QAM)两种调制方案在OFDM系统中结合在一起，并自适应地调整它们的调制顺序，提高了功率放大器的能量效率。
5G无线通信网络物理层关键技术
5G无线通信网络物理层关键技术随着移动通信技术的不断发展，人们对于通信网络的要求也越来越高。
5G作为第五代移动通信技术，具备更高的速度、更低的延迟和更大的连接密度，为各行业带来了巨大的发展空间。
在5G无线通信网络中，物理层关键技术起着举足轻重的作用，其不仅影响着网络的性能和可靠性，还影响着用户的使用体验。
本文将从传输技术、多天线技术和波束赋形技术三个方面对5G无线通信网络物理层关键技术进行详细介绍。
1. 传输技术传输技术是5G无线通信网络的基础，其主要负责信号的传输和接收。
在5G网络中，新型的传输技术为网络性能和接入速率提供了强大的支持。
窄带物联网（NB-IoT）、突发高速率（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）是5G网络中的三大传输技术。
窄带物联网（NB-IoT）技术主要用于物联网设备的接入，其具备低功耗、广覆盖、大连接量等特点，能够满足物联网设备对于低功耗长寿命的需求。
突发高速率（eMBB）技术则主要用于提供高速数据传输服务，其通过多天线技术、波束赋形技术等手段提高了网络的传输速率和覆盖范围，使得用户可以在更大范围内获得高速的数据传输服务。
超可靠低延迟通信（URLLC）技术以其极低的传输延迟和极高的可靠性，为工业控制、自动驾驶、远程医疗等场景提供了重要的技术支持。
传输技术是5G无线通信网络的基石，其不仅决定着网络的性能和可靠性，还决定了用户的使用体验。
2. 多天线技术在传统的移动通信网络中，天线主要用于信号的发射和接收，而在5G无线通信网络中，多天线技术（MIMO）极大地提高了网络的覆盖范围和传输速率。
多天线技术通过使用多个发射天线和接收天线同时进行数据传输，从而提高了信号的传输效率和可靠性。
大规模MIMO技术和多用户MIMO技术是5G网络中的两大主流多天线技术。
大规模MIMO技术通过使用大量的天线（通常为几十甚至上百个）进行数据传输，可以明显提高网络的容量和覆盖范围，同时还可以减小信号的干扰，提高网络的抗干扰性能。
卫星通信网络的安全威胁及防范分析
卫星通信网络的安全威胁及防范分析发布时间：2023-04-25T02:38:18.914Z 来源：《科技新时代》2023年1期1月作者：陈佳[导读] 我国信息技术和我国各行各业的快速发展，通信系统对于卫星的依赖程度逐步的体现出来陈佳安徽省人民防空指挥信息保障中心安徽省 230001摘要：我国信息技术和我国各行各业的快速发展，通信系统对于卫星的依赖程度逐步的体现出来，其逐渐的成为了通信系统中的关键，若是发生了相关的安全威胁问题，将会引起整个网络的瘫痪。
卫星通信较为脆弱，如其需要暴露于空间轨道，对比于静止轨道的通信卫星来说，该类轨道的位置较为固定。
另外，围绕着卫星通信的攻击与防护对抗成为了一种必然的趋势，属于未来信息战中的重要一环。
卫星通信系统想要积极的应对多种安全威胁，需要制定出合理的防范对策，为确保卫星通信系统能够科学利用多样化技术措施，如抗干扰和防失密等，均需要结合卫星通信网络的基本情况展开论述。
关键词：卫星通信网络；安全威胁；防范分析引言卫星互联网由于缺乏安全标准以及足够防护能力，安全问题可能随时发生。
从窃取隐私到卫星被控制，敌方可以很容易地关闭卫星，拒绝提供服务，此外还可以对卫星信号施加干扰或欺骗甚至可以实现对卫星的完全控制。
因而对卫星互联网通信安全抗干扰技术研究势在必行。
卫星互联网无线安全传输可充分利用无线通信本身的信号格式和无线信道的物理特征，对物理层传输信息的特定格式进行加密从而实现安全设计。
此外，利用无线媒介和物理层的独特的性质可有效加强网络用户的身份认证工作。
1卫星通信网络安全威胁（1）卫星通信网络在实际运行阶段面临一定的广播安全威胁。
在卫星通信网络中，广播是比较常见的信息转发途径。
通过地面终端的专业信息接收器，能够实现信息的远距离传递。
一般情况下，卫星天线波束能够在我国疆域内遍布，因此，其存在着较大的安全隐患与威胁。
一旦有不法分子接触信息接收器，就会对卫星通信网络带来极大威胁。
对NB-IoT网络建设方案的研究
对NB-IoT网络建设方案的研究洪成洋;邓继昌【摘要】为研究基于移动现网资源建设NB-IoT网络方案,介绍了NB-IoT技术和NB-IoT整体网络结构,对比在各应用业务场景下NB-IoT采用1:N和1:1组网方式覆盖能力的差异性,分析了NB-IoT网络建设的四个关键点,对比三个频点选择方案和三个组网方案,提出了实际部署NB-IoT网络时的频谱策略、组网方案,并给出了低成本部署的策略以及现网改造建议,对后续NB-10T无线网规划和工程实施具有重要指导意义.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)006【总页数】4页(P140-143)【关键词】无线通信;NB-IoT;FDD-LTE;组网;低成本【作者】洪成洋;邓继昌【作者单位】江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京210019;江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京210019【正文语种】中文0 引言移动通信正从人与人之间的联系转向人与物、物与物，一切事物的互联已成为未来的趋势。
截至2016年底，全球已有64亿物联网设备在使用，预计2020年底，联网连接数量将达到500亿部。
其中LPWA业务(Low Power Wide Area business低功耗广域业务)如抄表、智能停车、智慧农业、资产跟踪等市场巨大，占物联网总业务的60%以上。
低功耗广域业务要求通信网络具有深度覆盖、超低成本、超低功耗、海量连接、时延不敏感(秒级)的能力，然而现有蜂窝通信网络(2G/3G/4G)无法满足要求。
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things窄带物联网)技术的出现解决了这一需求难题。
当前各通信运营商都紧抓机遇，推进窄带物联网络建设，抢夺市场份额。
目前NB-IoT的研究是热点课题，但主要集中于NB-IoT技术深挖、商用市场探索等方面，在网络工程建设方面仍是空白。
因此对工程实施方案的研究具有很大实用价值。
无线网络的安全研究
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ９ ２ ５
文献 标识码 ： Ａ பைடு நூலகம்
文 章编 号： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ １ ７ １ — ０ １
随着计算 机网络 的迅速 发展 ， 数据通信 的要 求也在不断 的提 也 差 ， 而且终端 的ＭＡＣ 地址还可 以通过更 改系统配置文件进 行伪 高。 网络通信 由有 线模 式向无 线模 式转化 ， 由固定模 式向移动模 式 造 ， 所 以该 方法 也是应用在 比较低级别 的安全访 问控制 。 １ ． ３端 口访 问控 制技 术 发展 ， 尤其是 以Ｐ ａ ｄ 为代表 的便携式无线终端的广泛应用 ， 要求任何 端 口访 问控制技术是一种基于交换机物理端 口的网络 接入控 人在任何地 点和任何 时间都能实现数据 通信 。 在无线 网络的通信 中， 终端设备 主要有两种 ， 一个是无线路 由、 一个是无线ＡＰ， 它们采 制技术 ， 要求连接到无线路 由或无线Ａ Ｐ的无线终端通过服务器 的认 用的标准 是Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ １ 标准， 其物理层 的主要标准有 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． 证， 才能被授权访 问网络 。 端 口访 问控制的协议体系结构主要包括 １ ｌ ａ 、 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ｌ ｂ 、 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ｌ ｇ 和Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ Ｉ ｎ 。 三部分 ： 分别是客户端 、 认证系统和认证服务器。 客户端一般为无线 无线ＡＰ 也称为无线接人点 ， 它相 当于无线网络的无线交换机 ， 终端 ， 该终端通过安 装一个客户端软 件来完成于服务器 的认证过 是移 动用 户的主要接入点 ， 一般 覆盖距离从几十米到几百米之间 ， 程； 认 证系统主要是指支持端 口访 问控制技术的无线 网络设备 ； 认 ＡＰ 的功能仅仅是提供一个无线信号 的发射功 能， 将无线信号转换成 证服务器主要是存储用户信息， 比如无线终端用户所属Ｖ Ｌ ＡＮ、 优先 有线 方式传输的 电信号 。无线路 由也被称为具有无 线覆盖功 能的 级 、 用户访 问控制列表等信息 。 路 由器 ， 它的功能包括路由交换、 Ｄ ＨＣ Ｐ 、 网络防火墙等 。 它可以借助 ２无线路 由和无线Ａ Ｐ 常用的加密方法主要有两种 路 由器 的功能实现家庭Ａ Ｄ Ｓ Ｌ 或宽带无线 网络的Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 共享 ， 主要 （ １ ） ｗＥ Ｐ 加密方式 ： ｗＥ Ｐ 加密方式根据Ｒ Ｓ Ａ数据安全公司ＲＣ ４ 用于用户上 网和无线覆盖。 无线路由和无线ＡＰ 的物理层采用的均是 算法开发的一种无 线安全协议 ， 用户加密秘钥与无线路由或Ａ Ｐ 中的 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ １ 标准 ， 由于其协议的安全 性差 ， 非法用 户可以通 过简单 该用户才可 以被授权进入 网络 。 ＷＥ Ｐ 协议主要有三个 的攻击方 式入 侵无线网络 ， 同时无线 网络传输介质的开放性 ， 也是 秘钥相 同时 ， 要 素 ， 分 别 是 共 享 秘 钥 、 初始 向量 、 ＲＣ ４ 算法 ， 它是 链 路 层 保 护 协议 ， 攻击者很容易寻找无 线网络的漏洞 。 本文通过对当前 已知无线局域 是对链路层包 头信息进行加密的协议。 由于该算法是一种有 线对等 网漏洞的研究 ， 提 出针对无线路 由和无线Ａ Ｐ 的安全解决方案 ， 同时 保密协议 ， 所有客户端和 无线接人点之 间都 会用共享密钥进 行加 也探讨 了今后 无线网络 安全 的发展方 向。 密 。 该 加密方法破 解起来 比较容易 ， 攻击者通过无 线介质开放性 的 无线网络是通过利用电磁波在空中辐射来传递数据的 ， 只要是 特点 ， 大量 收集客户端与无线接人点之 间所传递 的数据包 ， 由于数 无线节点覆盖 范围内， 所有 无线终端都能接收到无线信号 ， 非授权 据包 中包含密钥信息 ， 通过对大量数据包的分析 ， 从而获取密钥 。 网络终端也可 以轻 易进入 。 针对无线 网络 的特点 ， 当前人们主要从 （ ２ ） ｗＰ Ａ加密方式 ： 由于ＷＥ Ｐ ３ ￣ 密方式被人们 发现有很多缺点 ， 两个方面来保证无 线网络的安全 性 ， 一方面是访问控制 ， 用它来保 并且容易破解 ， 而新的无 线安全标准迟迟没有 发布 ， ＷＩ Ｆ Ｉ 联盟推 出 证数据只能被授权 用户访 问 ； 另一方面是对数 据进 行加密 ， 用它来 Ａ技术 ， 临 时代 替ｗＥ Ｐ 加密 技术 ， 作为新 的无线安全标 准。 保证传递 的数据 即使被 窃听和盗 取 ， 非法用户也不 能获取数据信 了ＷＰ ＷＰ Ａ技术与ｗＥ Ｐ 一样都 是基于Ｒｃ ４ 加密算法 ， 但ＷＰ Ａ使用了动态 息。 会话秘钥方式 ， 动态为每个用户生成唯一的加密密钥来阻止攻击者 １ 无线路 由和无线ＡＰ 常用的访问控制方法 的入侵 ， 破解该加密方式比较困难 ， 需要提前设置密码字典 ， 通过对 １ ． １ 服 务标 识 集 （ Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ ） 匹配 密码字典 内密码的不断尝试来获取授权 ， 极大提高 了无线网络 的安 每个无 线ＡＰ 和无 线路 由都 会拥有 唯－ －Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ 标识 ， 终端 用户 只 全 性 。 有 选择正确的Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ标识 ， 才能被 授权 到正 确的无 线网络 中。 管理员 随着无 线网络的 发展 和普 及 ， 无 线网络的安全 问题 越来越突 别有 用 心 的 攻 击者 手段 也 会 越 来 先进 、 复杂 ， 他 们 可 以通 过 正 常 可以通过 隐藏Ｓ ｓ １ Ｄ 值得方式 ， 让非法用户无法获取 网络中的Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ 标 出 ， 识， 从而不能非法接人到无线网络 中。 由于无线ＡＰ 和无线路 由需要 用户的一 些无 心行 为 ， 以该用户为跳 板人侵 到无 线网络中。 针对无 对无 线Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ 标识进行广播或无线终端用户可 以通过工具软件对 网 线网络的现状 ， 今后可以将更多 的理念应用在无线网络安全的设计 络 中的所有Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ 标识进行扫描 ， 所 以终端用户可 以比较容易获取 网 中 ， 比如混沌密码。 混沌是非线性系统 中一种极其复杂 的现象 ， 它是 络 中的Ｓ Ｓ Ｉ Ｄ标识 ， 该方法一般用于 比较低级 的无 线安 全防护中。 种遵循确定性动力学机制的随机行为， 有着 自身的复杂性与奇异 １ ． ２ ＭＡＣ地 址 过 滤 性。 我们可 以根据混沌理论设计一款秘钥生成软件 ， 将秘钥遵 循混 由于每个无线 网卡都 会拥有唯一的ＭＡＣ 地址 ， 所 以无线路 由 沌理论 ， 增 加破解秘钥 的难度 ， 增强无线网络的安全性 。 和无线ＡＰ 可 以对无线终端的ＭＡＣ 地 址进行过滤与控制 。 网络管理 参考 文献 员可 以将授权终端的ＭＡＣ 地址列表 添加到 无线路 由或无线Ａ Ｐ中， ［ １ ］ 张瑞 生， 刘晓辉． 无线局域 网搭建 与管理． 电子工业 出版社， ２ Ｏ １ ４ — 当终端用户需要访 问网络时 ， 无线路 由或Ａ Ｐ 对ＭＡＣ 地址进行过滤
无线网络信号带宽调节和物理层安全的研究
无线网络信号带宽调节和物理层安全的研究摘要：随着无线网络在当代的快速发展，很多问题亟待解决。
在这些问题中，最关键的两个问题是吞吐量和安全性。
在高吞吐量下，无线网络以节约大量的频谱资源，同时也能为无线应用程序提供优质的服务。
在高安全的条件下，无线网络可以获得用户的信赖。
因此，本文旨在改善无线网络的吞吐能力，并提供一种新的安全机制。
本文重点讨论了关于无线网络信号带宽调节和物理层安全的问题。
首先，基于正交频分多址接入（OFDMA）技术，设计了一种新的信道带宽调整方法，以改善系统的性能。
性能测试结果显示，该协议对无线网状网络的吞吐能力有很大的改善。
本文针对无线网络的安全性问题进行了深入的探讨，目前认为首先实现物理层安全是实现无线网络安全的根本手段。
本文主要对两个问题进行了研究：无线网络信号带宽调节和物理层安全的研究。
关键词：无线网络；物理层；信号一、前言随着无线通信技术的快速发展，无线网络（如WiFi、5G蜂窝系统和ZigBee）已被广泛接受，并已成为我们日常生活中不可缺少的一部分。
一方面，海量的无线用户对于高速数据应用的强烈需求（如实时游戏和高清晰度视频），意味着对无线网络支持高数据率服务提出了更高的要求。
要求无线网络能够有效地支持高数据率服务。
为了实现这一目标，通信系统参数，如传输功率、调制方式、信道编码和天线数量，都被优化以提高无线通信的性能。
除了这些传统的系统参数外，信道宽度是一个新的重要参数，通过调节信号宽度进一步改善无线通信链路的多种性能指标，包括传输速率、通信范围、对延迟传播的适应性和功耗[1]。
另一方面，随着无线网络的应用范围越来越广泛，当无线网络被用来传输机密信息，如在线信用卡交易时，安全已经成为一个关键问题。
与传统的有线通信相比，由于无线介质的广播性质，无线通信更容易被窃听。
从信息理论的角度来看，完美的保密性可以通过物理层保密实现。
因此，它被认为是一种有前途的无线网络安全的方法。
本文着重于无线网络的两个研究问题。
基于WI-FI无线网络安全技术论文
浅析基于WI-FI无线网络的安全技术摘要：随着互联网技术的快速发展，越来越多的用户希望能够摆脱上网条件的限制，随时随地能够上网，因此无线网络也就得到迅速的普及。
当越来越多的用户在享受wi-fi无线网络带来的便利的同时，也在遭受着wi-fi无线网络的安全威胁。
本文正是在这样的背景下，对基于wi-fi无线网络的安全技术进行了探讨，以期对引起对基于wi-fi无线网络的安全问题的关注。
关键词：wi-fi；安全技术；wep；wpa中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01analysis of security technology based on wi-fi wireless networkhu jiahan1,yang fei2(1.danjiangkou hydroelectric power plant hanjiang group,danjiangkou442700,china;2.hanjiang group information center,danjiangkou442700,china)abstract:with the rapid development of internet technology,more and more users want to get rid of restrictions on internet access,anytime,anywhere access to the internet,wireless networks will be rapidly gaining popularity.as more and more users to enjoy wi-fi wireless networks bring the convenience,it is also subjected to wi-fiwireless network security threats.this article is in this context,based on wi-fi wireless network security technologies are discussed,with a view to lead-based wi-fi wireless network security issues.keywords:wi-fi;security technology;wep;wpa一、前言wi-fi具有覆盖范围大、无需布线、发射功率小和传输速率快的技术优势，可以使用户获得以太网的网络性能、可用性和速率，所以从1997年无线局域网标准ieee 802.11发布以来，在wifi联盟的大力推动下，wi-fi无线网络发展迅猛。
基于认知网络的无线携能传输理论
信道建模是无线携能传输的关键技术之一，通过对无线环 境进行建模，预测信道的变化情况，为能量和信息的传输 提供参考。
调制解调
调制解调是无线携能传输的关键技术之一，通过调制将信 息加载到能源上，通过解调从能源中提取出信息，实现能 源与信息的同步传输。
无线携能传输的应用场景
01
02
03
物联网
无线携能传输可用于物联 网设备的远程充电和信息 传输，解决物联网设备的 能源供给问题。
认知网络的体系结构
分布式认知网络
分布式认知网络是一种由多个认知无线电节点组成的网络，节点之间相互协作， 自适应地感知和利用无线频谱，优化网络性能。
集中式认知网络
集中式认知网络由一个中心节点控制整个网络，负责频谱感知、决策和调度等任 务。
认知网络的优化算法
基于博弈论的优化算法
利用博弈论的思想，将认知无线电节点之间的竞争和协作转化为数学模型，通过求解最优解来达到系统性能的最 优。
粒子群算法是一种基于群体行为 的优化算法，通过模拟鸟群、鱼 群等生物群体的行为规律来进行
优化。
在无线携能传输中，粒子群算法 可用于优化路由选择、能量分配 等参数，提高传输性能和能效。
粒子群算法的优势在于其简单易 行、全局搜索能力强，能够快速
找到高质量的解。
06
基于认知网络的无线携能传输理论的应 用前景
基于人工智能的优化算法
利用人工智能技术，如神经网络、支持向量机等，对认知无线电节点进行训练和学习，使其能够自适应地感知和 利用无线频谱。
03
无线携能传输技术
无线携能传输的基本原理
认知无线电
认知无线电是一种智能无线电， 能够感知和利用周围无线环境， 动态调整自身传输参数以适应无
《无线传感器网络与物联网通信技术》教学课件 第2章 无线传感器网络体系结构 2.2 物理层
基带窄脉冲形式利用宽度在纳秒、亚纳秒级的基带窄脉冲序列进行通信。一般通过 脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，PPM）、脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation， PAM）等调制方式携带信息。窄脉冲可以采用多种波形，如 高斯波形、升余弦波形等。因为脉冲宽度很窄，占空比较小，所以具有很好的多径信道 分辨能力。因为不需要调制载波，所以收发系统结构简单，成本较低且功耗也很低。基 于以上特点，目前采用基带窄脉冲的UWB技术已广泛应用于雷达探测、透视、成像等 领域。
无线传感器网络与物联网通信技术
2.2 物理层
扩频技术
与常规的窄带通信方式相比，DSSS具有较好的通信性能优势，主要体现在以下3 个方面。
① 抗干扰能力强。输入信息在频谱扩展后形成宽带信号传输，再在接收端通过解扩 恢复成窄带信号，由于干扰信号与扩频码不相关，在进行扩频处理后，通过窄带滤波器 使得干扰信号进入有用频带内的干扰功率得以降低，从而具有更好的抗干扰、抗噪声、 抗多径干扰能力。
无线传感器网络与物联网通信技术
2.2 物理层 调制技术
为了满足无线传感器组网最大化数据传输速率和最小化符号率的指标 要求，多进制（M-ary）调制机制应用于无线传感器网络。与二进制数字 调制不同的是，M-ary调制利用多进制数字基带信号调制载波信号的幅度、 频率或相位，可形成相应的多进制幅度调制、多进制频率调制和多进制相 位调制。其中，多进制幅度调制可看成开关键控（On-Off Keying，OOK） 方式的推广，可获得较高的传输速率，但抗噪声能力和抗衰落能力较差， 一般适合恒参或接近恒参的信道；多进制频率调制可看成二进制频率键控 方式的推广，其需要占据较宽的频带，信道频率利用率不高，一般适合调 制速率较低的应用场所；多进制相位调制利用载波的多种不同相位或相位 差来表示数字信息。
IEEE 80216协议物理层规范
３（可选） ＲＳ 码，生成域 ＧＦ（２５６） 奇偶校验码（９，８）
４（可选） Ｔｕｒｂｏ 码
无
所有的 ＢＳ和 ＳＳ都必须支持编码类型 １和类型 ２； 类型 ３ 和类型 ４可选。
（１）编码类型 １：外码采用 ＲＳ 码，无内码。这种 编码类型适用于数据块较大， 或需要编码速率较高的场 合。可纠正 ０～１６ 个错码。
（２）２～１１ＧＨｚ： 包含有执照（Ｌｉｃｅｎｃｅｄ Ｂａｎｄｓ） 和免执照（Ｌｉｃｅｎｃｅ－ｅｘｅｍｐｔ）的频段。这个频段内的电 磁波波长变长，发射天线和接收天线不必有视距路径， 因此多径干扰问题变得突出。此外，许多别的设备也工 作在这个频段内，如蓝牙、无线局域网等等，如何与这 些设备共存而不增加彼此的干扰， 也是一个需要考虑的 问题。考虑到系统工作的物理环境，ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ中 提出 ３种物理层规范：
（２）编码类型 ２：外码采用 ＲＳ 码，内码采用分组 卷积（ＢＣＣ）码（软解码）。这种编码类型适用于中、低 编码速率的场合，能较好地提高载噪比（Ｃ／Ｎ）。ＢＣＣ 的编码效率为２／３，信息比特的个数为奇数。
（３）编码类型 ３：外码采用 ＲＳ 码，内码采用奇偶 校验码。这种编码类型适用于中、高编码速率的场合，且 分组信息位长度不大，如信息比特个数Ｋ＝１６，５３或１２８。
图 １ ＢＷＡ 系统
－１２－
电信工程技术与标准化
标 准 与 规 范
３ ＩＥＥＥ ８０２．１６的协议体系结构
ＩＥＥＥ ８０２．１６协议规定了固定点对多点的宽带无线 接入（ＢＷＡ）系统的媒介接入控制（ＭＡＣ）层和物理 （ＰＨＹ）层，其协议参考模型如图２所示。
＊ ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ＿ＯＦＤＭ： 采用 ２５６ 点变换的正交 频分复用调制；
标 准 与 规 范
无线移动互联网原理、技术与应用
无线移动互联网原理、技术与应用摘要：本文中系统阐述了无线移动互联网的相关知识，近年来，无线通信技术的高速发展成为固定宽带之后计算机网络技术发展的重要推动力，构架于其上的无线移动互联网代表了未来网络技术乃至信息技术的发展趋势。
本文从无线互联网基础、几种主要的组网方式及无线互联网技术的综合应用等几个方面进行了论述。
关键词：无线移动互联网；移动自组织网络；无线传感器网络；无线Mesh网络；无线互联网综合应用。
1 引言与传统的有线网络不同，无线网络使用各种无线通信技术为各种移动设备提供必要的物理接口，实现物理层和数据链路层的功能。
无线网络是计算机网络技术与无线通信技术相结合的产物。
随着无线通信技术的发展，行走在路上的人们已经可以随时随地通过个人数字助理PDA、手机、笔记本电脑等移动设备发生或接收电子邮件、浏览网页，或者访问远程文件等。
随着无线接入技术的进一步发展及移动操作系统和移动浏览器的开发，无线移动互联网具有越来越多的网络应用，并且越来越多的使用者逐步接受无线移动互联网。
据统计，2007年年底我国手机上网用户已经达到5000多万，其中一半同时是互联网用户，另外一半则只用手机上网。
与此同时，“无线城市”不仅成为耳熟能详的新名词，而且通过Wi-Fi、3G等无线网络技术组建的无线局域网、无线城域网已经走进千家万户。
可以说，无线通信技术成为固定宽带之后互联网发展的重要推动力，无线移动互联网代表了未来计算机网络技术乃至未来计算机技术的发展趋势，21世纪成为无线移动互联网的时代。
在无线通信中，通常使用电磁波作为信息传输的载体，而电磁波可以在空气、水乃至真空中传播，因此，无线通信与传统有线通信不同，其不需要通信传输介质。
电磁波每秒振动的次数称为电磁波的频率，电磁波相邻的两个波峰之间或者相邻的两个波谷之间的距离称为波长。
无线通信技术的发展经历了一个多世纪的时间。
早在1901年，马可尼发明了越洋远距离无线电报通信。
在20世纪20年代，美国等国家开始启用车载无线电等专用无线通信系统。
5G无线网络规划与优化-空中接口物理层
Uu接口： RLC层
RLC（Radio Link Control）顾名思义，它主要提供无线链路控制功能。RLC包含TM、
UM和AM三种传输模式，主要提供纠错、分段、重组等功能
RLC层位于PDCP层（或RRC层）和MAC 层之间。
它通过SAP与PDCP层（或RRC层）进行通信，并通过逻辑信道与MAC层进行通信。
应关系
1 个PDU 会话
QoS流和DRB对应关
系
N 个QoS流
N个 QoS流
1条N3隧道
Page10
1条DRB
Uu接口： PDCP层功能
SDAP
用户面IP头压缩
加/解密
控制面完整性校验
PDCP
RLC
MAC
PHY
复制检测
重排序
路由和重复（双连接场景时）
Uu接口： PDCP层功能
（1）对IP报头进行压缩/解压缩以减少空口传输的比特数。
段已经用于生成了RLC PDU，则RLC发送端不会丢弃它，而是会完成该RLC SDU的传输（这意味着AM RLC实体
用户面数据是否进行头部压缩处理是可选的。
（3）基于完整性保护算法对控制面数据或用户面数据进行完整性保护，并生成MAC-I验证码，以便接收端进行完整
性校验。控制面数据必须进行完整性保护，而用户面数据的完整性保护功能是可选的。
（4）对控制面数据或用户面数据进行加密，以保证发送端和接收端之间传递的数据的保密性。除了PDCP Control
重传，其反馈出错率在1%左右。对于某些业务，如TCP传输（要求丢包率小于10-5），HARQ反馈
的出错率就显得过高了。对于这类业务，RLC层的重传处理能够进一步降低反馈出错率。
2016年基础科学与前沿技术研究专项拟立项支持项目清单
平台处
60.
油田机采过程大数据智能化利用与生产控制稳健优化
重庆科技学院
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
辜小花
平台处
61.
基于页岩剪切裂纹形成、扩展机制的水平井井壁崩落评估模型研究与应用示范
重庆矿产资源开发
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
姚光华
平台处
62.
(转交)磁场强化电解水制超纯氢的研究
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
何延红
平台处
46.
玉米果穗苞叶长度的QTL分析
重庆三峡农业科学院
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
晏庆九
平台处
47.
玉米耐热资源开掘及连锁分子标记开发
重庆市农业科学院
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
汤玲
平台处
48.
奇亚的作物学开掘、高亚麻酸性状解析及与紫苏的比较研究
何勇
平台处
26.
Hif-2α信号通路对创伤性脑损伤后巨噬细胞功能的调控机制及其应用前景
重庆医科大学
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
翟瑄
平台处
27.
从激动强度探讨PPARγ部分和完全激动剂治疗作用与诱发骨质疏松症的关系
重庆医科大学
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
肖晓秋
平台处
28.
心脏特异的LncRNA ANP-AS在心肌肥大中的作用及机制研究
重庆理工大学
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
刘妤
平台处
40.
(转交)大型丝杠旋铣加工能耗特性及其对螺旋外表完整性的影响机制研究
重庆大学
基础科学与前沿技术研究专项〔重点〕
无线局域网网络通信安全措施分析
无线局域网网络通信安全措施分析摘要:无线局域网安全通信网络是片上系统(System On Chip,SOC)、微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System,MEMS)与无线通信技术高度集成并能够获取和处理信息的一种新型系统。
它将几百、几千以及更多数量的无线局域网安全通信节点随机散布在监测区域内,并能通过自由组织方式在无线局域网安全通信各个节点之间形成一个可以相互通信的无线网络。
关键词:无线局域网网络通信安全措施随机散布的无线局域网安全通信节点集成了数据处理单元。
不同的无线局域网安全通信可以检测监测区域中的声纳、红外、热、地震与雷达等信号,还可以对光强度、噪声、压力、湿度、土壤成分、温度、移动物体速度、大小、方向等进行探测。
无线局域网安全通信网络中无线局域网安全通信节点即可作为信息采集的发出者,也可作为数据信息路由者,它将采集到的信息经过多跳路由传输到网关。
作为特殊节点的网关,具有与移动通信网络、互联网、卫星等载体和监控中心通信的功能。
1 无线局域网通信安全检测系统设计1.1 随机节点设计无线局域网安全通信节点随机散布在被监测的整个区域里面,并能够通过自组网方式构建网络。
无线局域网安全通信节点将探测信息,再处理所检测到的数据信息,然后将信息处理结果采用多跳中继方式传输给汇聚节点。
所有无线局域网安全通信节点都可以实现数据信息的采集与处理,还可以和其他无线局域网安全通信节点之间进行数据存储、管理、融合等工作,以及协同其它节点实现相关任务。
另外,无线局域网安全通信探测节点可以视为一个嵌入式系统,但受制于价格、电量、大小等因素,因而通信距离有限、处理能力较弱,对于超出通信范围内的节点将采用多跳路由方式传输到汇聚节点。
1.2 安全通信汇聚节点设计汇聚节点主要有三个功能:处理功能、通信功能与存储功能。
该节点拥有丰富的内存资源和较强的计算能力,还提供较多的能量,可以看作带有无线通讯接口的特殊网关设备。
基于智能反射面的无线携能认知网络鲁棒传输设计
基于智能反射面的无线携能认知网络鲁棒传输设计
王子宁;黄庶沛;邵一焓;朱卫平;韩略;林敏
【期刊名称】《南京邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】针对智能反射面辅助的无线携能认知网络,提出了一种基于用户非完美信道状态信息的波束成形方案,提高网络的频谱和能量收集效率。
在假设用户信道误
差范数有界的条件下,建立了以信息接收用户最小可达速率最大化为目标函数,以满
足信息接收用户和能量接收用户需求、主用户干扰阈值和基站最大发射功率为约束条件的优化问题。
针对此非凸问题,提出利用三角不等式、交替方向乘子法和交替
优化的迭代算法,以较低的计算复杂度求解得到基站的有源波束成形权矢量和智能
反射面的无源波束成形矩阵。
最后,仿真验证了所提方案相较于随机相位方案能够
有效提高系统的性能,证明了在携能认知网络中引入智能反射面的可行性和有效性。
【总页数】10页(P35-44)
【作者】王子宁;黄庶沛;邵一焓;朱卫平;韩略;林敏
【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院;康考迪亚大学电子与计算机学院
H3G 1M8
【正文语种】中文
【中图分类】TN925
【相关文献】
1.认知无线电网络的物理层安全研究及其鲁棒性设计
2.异构携能通信网络中基于人工噪声辅助的鲁棒安全传输方案
3.基于智能反射面辅助的无线供电通信网络鲁棒能效最大化算法
4.基于可重构智能反射面的无线携能网络传输设计
5.智能反射面使能认知多播鲁棒波束赋形设计
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无线携能通信网络的物理层安全研究
当今世界,无线通信技术飞速发展,不断地改变着人们获取和发送信息的方式以及世界范围内信息的传递方式。
但由于无线信道的开放特性,信息在传输的过程中极易受到非法用户的干扰或窃听,从而导致保密信息泄露。
物理层安全技术利用无线信道的物理特征进行协议设计从而达到保密传输的目的,可以有效提高通信系统的整体安全性能。
与此同时,组成无线通信网络的各类终端设备功能更强,工作强度更大,耗费的电量更多,能量不足成为网络服务质量提升的阻碍。
无线携能通信网络通过能量采集技术向无线设备补充能量,可以有效延长无线网络的寿命。
将物理层安全技术与无线携能网络相结合,既可以增强无线信息传输的安全性又可以缓解网络设备能量不足的问题,因此本文对无线携能通信网络的物理层安全性能展开研究,具体工作包括以下两个方面:研究了不同物理层安全策略对无线携能通信网络安全性能的影响。
首先,在无线携能通信网络中加入干扰节点,分析了人工噪声对系统安全性能的影响。
理论分析和仿真结果表明,干扰节点的加入可以有效提高系统的安全性能。
其次,考虑了源节点与窃听节点之间存在直传链路的场景,中继节点采用随机转发协议转发保密信息。
分析表明,通过合理的协议设计,可以降低窃听节点译码成功的几率。
最后,针对存在多个中间节点的无线携能通信网络,提出了一种中继与干扰节点的选择策略。
本文推导得出了系统安全中断概率的闭式表达式,并通过仿真对理论结果进行了验证。
仿真结果表明合理选择中继与干扰节点可以获得更好的安全性能。
针对包含多个供电基站
和多个中间节点的无线携能通信网络,提出了一种联合中继与干扰节点选择的安全传输策略。
首先,根据供电基站-中间节点之间的信道增益选择最优的供电基站。
其次,通过综合考量供电基站-中间节点、中间节点-目的节点以及中间节点-窃听节点的信道增益选择出最佳的中继与干扰节点。
最后,分析了系统的安全中断性能,推导得到了系统安全中断概率的闭式表达式,并通过仿真对理论结果进行了验证。
仿真结果表明了本文提出的中继与干扰节点联合选择策略优于现有节点选择方案,并与穷举法获得的最佳策略性能接近。