协作无线通信中的跨层密钥协商设计

项目名称： 协作无线通信中的跨层密钥协商设计

项目编号： No.61401402

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 王宁

作者单位： 郑州大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 研究表明，移动便携设备的发展将主导整个移动互联网业务量的增长，设备间通信(D2D)也已被认为是下一代蜂窝移动通信标准5G必定包含的系统特性。但在智能手机和无线传感器这样的小型移动设备上部署多天线设计来提高数据速率面临诸多现实问题，用户协作与自组织网络是未来无线技术的一个主流方向，协作通信于是成为近年一个研究热点。由于协作无线网络结构复杂性和中继结点多样性，其安全性逐渐成为研究焦点。其中，密钥管理是最基础且极重要的一环，是规模部署时必须面临的技术挑战。近两年学术界开始关注这一课题，但在已发表成果中，协议算法未能根据经典协作时隙结构设计，对信道估计的过度依赖也降低了其实用性。 本课题基于Maurer利用物理信道不确定性协商建立无条件安全密钥的思想，针对协作通信特点设计密钥协商协议。项目首先推导密钥率理论界，再利用物理信道的变化对优势提取、信息调和与保密增强进行联合优化，实现协作通信下无条件安全的密钥协商。研究中将采用基于信道鉴别和用户自激发的两种用户间共有信息生成模式，针对不同通信场景提出相应的解决方案。课题旨在研究高效实用的密钥协商机制，为协作无线网络规模部署提供安全性保障。

中文关键词： 协作无线通信；物理层安全；密钥协商；中继信道；保密速率

英文摘要： According to a recent study by Cisco Systems, small portable devices, e.g. smartphones, will lead the IP traffic growth and will account for up to 70% of the mobile IP traffic by 2017. However, it is impractical to have multiple antennas and highly comple

英文关键词： cooperative wireless communications；physical layer security；key agreement；relay channel；screcy rate