防内外部窃听的多播物理层安全算法

针对无线多播系统同时存在内、外部窃听者的复杂情况,提出随机化干扰的物理层多播安全传输算法。该算法基于收发天线构成信道的代数空间进行设计：一方面在内部窃听者的信道代数空间方向上不发送信息,另一方面在合法用户信道的正交方向上引入随机干扰信号。这样直接使得内部窃听者接收的信号受到能量削减的同时,非合法用户受到随机化干扰,最终实现了物理层多播信息的安全传输。理论分析和仿真结果表明,算法可同时保证系统内、外部窃听者极高的误码率,从而无法获取信息。     

快慢速自适应融合的安全中继选择

针对无线通信中的物理层信息安全问题，在无线安全协作网络中提出了一种基于快慢速链路自适应融合的安全中继选择方法。该方法根据移动速度选择链路自适应类型，根据干扰节点对安全容量的“正”或“负”效应使用或不使用干扰节点，基于安全容量最大化准则进行中继选择。在此基础上，对所提安全中继选择方法进行了性能分析，推导了中断概率表达式。中断概率的仿真曲线和理论曲线很吻合，验证了理论分析的正确性。同时，仿真结果显示，相对于采用单一快速链路自适应，基于所提中继选择方法的安全协作通信系统具有更低的误码率和更大的安全容量，在“正效应”条件下干扰节点有助于提升系统安全容量。     

一种MIMO中继系统的自适应自干扰消除方法

为节省频率资源,全双工中继一般采用相同的频率接收和发射信号。由于收发天线之间无法充分隔离,接收天线容易受到自身发射天线的回波干扰。针对宽带全双工多输入多输出（MIMO）中继的自干扰问题,提出了一种基于梯度下降自适应算法的自干扰消除方法。该方法利用中继反馈的已知信号进行自干扰信道估计,并产生一个对自干扰信号的估计信号,从而在接收端将干扰抑制。仿真结果表明,该方法在自适应滤波器的跟踪性能、收敛分布和不同MIMO配置下的均方误差（MSE）性能等方面均取得良好效果。     

一种基于多波束与人工噪声的物理层安全通信方法

为了提高无线传输过程中通信信息被窃听的难度,提出了一种采用多波束发射人工噪 声干扰来实现物理层安全传输的方法。发送端同时发送通信信息和两组人工噪声,通过天线 加权系数调整使通信信息的方向图主瓣对准期望方位,而人工噪声的方向图在期望方位形成 零陷。仿真结果表明,该方法可实现在空间某一期望方位的可靠通信,而偏离该方位的接收 机误码性能迅速下降,在方向图旁瓣范围内根本无法解调出有用信息。     

MISO窃听系统中的恶意导频干扰检测

在一??个三节点多输入单输出(Multi-Input Single-Output,MISO)窃听系统中,当窃听方在信道估计阶段发送恶意导频信号来干扰信道估计时,合法通信的保密性受到严重威胁。针对该安全问题,提出了基于估计信道协方差和基于接收信干比两种恶意导频干扰检测方案。首先概述基于估计信道协方差的恶意导频干扰检测方案原理,推导该方案下检测概率和虚警概率的解析表达式;其次给出基于接收信干比的恶意导频干扰检测方案机制及其检测概率和虚警概率的具体表达式,并通过理论分析对比得出基于估计信道协方差的检测方案性能较优;最后通过数值仿真对比分析了两种方案的干扰检测性能。     

莱斯衰落中多用户大规模MIMO系统的安全通信

研究了莱斯衰落信道中多用户集中式大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的安全通信问题。基站利用上行训练获取信道状态信息，之后利用最大比传输波束成形算法进行下行数据传输。基于随机矩阵理论，分别分析了合法用户和窃听者的信息速率表达式，从而得到了遍历安全速率的闭合表达式。基于获得的结果，进一步分析了极端莱斯K因子和无限发送数据功率下系统的极限安全性能。最后，通过不同条件下的实验仿真设计，验证了系统的安全性能，同时证实了所得结果的正确性。     

电子商务系统中基于P2DR模型的安全策略研究

本文提出了动态安全的概念,对难于量化的安全提出用防护时间、检测时间和响应时间等指标来进行衡量。论文提出的基于P2DR安全模型的安全策略可以有效地保护信息系统免遭网络黑客的恶意攻击,与其它同类技术相比,具有诊断全面、及时、性能价格比高的优点,该模型可以扩展到从局域网、城域网到广域网的信息站点,具有极好的推广价值。     

基于指导型盲源分离和非高斯准则的全双工认知

为了克服半双工认知中存在的静态感知问题和常规全双工认知中残余自干扰限制的影响,提出了一种基于指导型盲源分离和非高斯准则的新型全双工认知方法。该方法将频谱感知和数据传输设计于同位置执行,避免在感知信息中的任何不匹配和资源损失,利用同位置配置中已知的次用户信号作为指导信号辅助执行盲源分离工作。在分离处理后,利用相关性识别出次用户自发信号,另一个信号通过非高斯准则判定,进而判决主用户的活动状态。仿真实验分析和讨论验证了所提方法的有效性,与基于自干扰消除的全双工频谱感知方案相比在计算复杂度和感知性能上具有明显的优越性。     

无线传感器网络中检测女巫攻击的节点定位方法

为了有效抵制女巫攻击,在攻击存在的情况下提高无线传感器网络节点的定位精度, 分析、总结了女巫攻击所固有的薄弱环节,提出了基于接收功率验证的检测女巫攻击的节点 安 全定位方法。检测机制分为两步,首先检测节点通过比较接收功率,从所接收的全部信标节 点中选择出距其距离相同的信标节点,列为可疑Sybil节点,然后通过邻居节点间的信息交 互和距离验证,最终检测出攻击节点,利用去除了Sybil节点的信标节点集合实现定位。仿 真实验显示,当存在攻击时,检测成功概率能达到95%以上,定位精度提高了9～11.64 m,表明该方法能有效检测女巫攻击,实现节点安全定位。     

多组多播集中式大规模MIMO系统的安全性能分析

分析了主动攻击下的多组多播集中式大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的安全性能。基于上行导频训练估计的信道状态信息，系统采用功率限制下的共轭波束成形方案实现下行多播传输。通过分析合法用户安全速率的下界和窃听者信息速率的上界，得到了系统安全速率下界的闭合表达式。进一步，推导出基站天线数趋于无穷大情况下此安全传输系统能获取的极限安全速率。实验仿真验证了所得结果的正确性。     

面向卫星-地面协同通信系统的物理层安全传输设计

为增强多窃听者场景下的卫星-地面协同通信系统数据传输安全性，首先建立以卫星链路物理层安全传输速率最大化为优化准则、地面链路传输质量和信号发送功率为约束条件的卫星-地面协同传输优化问题。由于该优化问题的非凸性，随后通过引入辅助变量，将原问题分解为主、次两个子问题进行迭代求解，其中主问题为一维搜索问题，次问题则需进一步借助半正定松弛和矩阵变换方法转换为等价凸优化问题。最终，提出一种基于物理层安全的卫星-地面协同传输设计方案。计算机仿真结果表明，信号发射功率和卫星天线数的增加可提升系统安全速率，而窃听者数量的增加则会使得系统安全性降低。     

面向块截断编码图像的安全可逆可见水印算法

互联网的广泛普及与信息处理技术的迅速发展为网络环境数字图像资源的安全通信带来了挑战。为保障网络实时环境数字图像安全流通,提出了一种基于块截断编码的数字图像可逆可见水印方案。该方案通过调整块截断编码块两个量化级以嵌入可见水印,并将加密水印信息隐藏于编码域二元位平面中,水印嵌入过程中逻辑取反运算的使用确保了原图像可恢复性。实验结果表明了该可逆可见水印方案的有效性与安全性,可应用于网络环境数字图像安全分发,为普通用户提供含可见水印的图像资源,而仅授权用户可去除可见水印浏览高质量原图像。     

基于网络编码的用户协作分集系统性能分析

针对非协作通信和传统协作通信系统不能达到高天线分集增益的问题,提出基于网络 编码的用户协作系统模型。研究了基于网络编码不同协作用户的天线分集增益,并分析非协 作机制、传统用户协作机制和基于网络编码用户协作机制的中断概率。理论分析和系统仿真 表明,基于网络编码的用户协作系统能显著降低系统中断概率,获得更大的分集增益,且协 作用户数越多,系统分集度越好。     

数据链系统抗截获、抗干扰方法研究

利用数据链系统自身的战场态势实时共享特性,通过计算和仿真,提出并量化了如何根据敌方电子侦察干扰平台的航迹,动态调整数据链应用平台工作参数的方法和途径,从而达到了提高数据链系统抗截获、抗干扰性能的目的.     

网络-信道联合编码的DmF协作通信技术

提出了一种采用网络-信道编码的解调前传(DmF)协作通信方案。与译码前传（DF）相比, DmF协作方式在中继处只对信号进行解调而非译码,因此,大大降低了中继节点的复 杂度。在由两个用户、一个中继节点和一个基站组成的通信模型中,采用LDPC信道编码 与网络编码结合的方式,构造了一种DmF协作传输方式。在基站处,通过构造的〖WTHX〗H〖 WTBZ〗矩阵对 来自两用户及中继的信号进行联合译码。仿真结果表明：所给方案的性能优于非协作方 式及无网络编码的协作通信方式,随着信噪比的增加这种优势会更加明显;另外,DmF的性 能与DF的非常接近,但其设备复杂度却大大降低,因此DmF比DF方式更具实用性。 同时,该方案在降低设备复杂度、减少延迟、有效对抗无线信道慢衰落、提高通信性能及频 谱利用率等方面都是非常有效的。     

基于Q-Learning的多功能雷达认知干扰决策方法

针对多功能雷达和认知电子战的快速发展所导致传统干扰决策方法难以适应现代化战争的问题，提出了一种基于Q-Learning的多功能雷达认知干扰决策方法。通过对比认知思想和干扰决策原理，将Q-Learning运用于认知干扰决策中并提出了认知干扰决策的算法步骤。以某多功能雷达为基础，通过分析其工作状态及对应干扰样式构建雷达状态转移图，通过仿真试验分析了各参数对决策性能的影响，为应对实际战场提供参考。仿真了在新状态加入下的决策过程、实际战场中转移概率对决策路径的影响以及四种主要干扰决策方法的决策性能对比。试验表明，该方法能够通过自主学习干扰效果完成干扰决策，更加贴合实际战场，对认知电子战的发展有一定的借鉴意义。     

基于可信度计算的分布式共识合作感知算法

对于分布式的认知无线网络,由于不存在融合中心节点,次级用户节点之间的合作感知往往 采用信息交互的渠道进行,其中一种基于共识合作的感知机制受到广泛的研究,但这种机制 在鲁棒性方面存在一定的缺陷,当恶意节点存在时,其错误信息将影响局部的感知判决结果 ,为此,提出一种基于感知节点可信度的共识合作感知机制。在该机制中,各节点对邻居节 点的可信度进行计算,并把计算出的可信度值发送给其他节点,通过对各节点可信度的累加 计算,最终计算出各节点的可信度,各节点以此决定是否与其邻居节点合作以及如何合作。 仿真结果证明,在恶意节点存在的情况下,该算法在感知性能和收敛速度上都较未改进算法 有不同程度的提升,减轻了不可靠节点对合作感知结果的影响。     

一种基于非正交信道的分布式中继选择及功率分配方法

针对非正交两跳多中继协作通信系统中的分布式中继选择问题,提出了一种基于非正 交信道的中继选择准则,简化了系统的设计。分析了其误码率性能,给出了其解析表达式 和以总功率为约束条件下的最优功率分配方案。仿真结果表明,最佳中继选择准则明显优于 传统的中继选择准则,且在最优功率分配方案下,可以获得明显的分集增益,系统的误码率 显著下降。     

一种最小误码率约束的动态地理协作路由算法

为了提高无线多跳通信的可靠性，提出一种联合物理层和网络层设计的动态地理协作路由(DGCR)算法，推导计算了单个协作单元协作中继节点的选择区域，在该区域内选择的协作中继节点可以满足误码率要求。最佳中继节点的位置会根据实际协作中继节点的位置和目的节点的位置动态选取。仿真计算表明，该算法相比非协作路由算法和传统地理协作路由算法具有更好的误码率性能，更适用于多径条件下的应用。     

基于深度强化学习的协作通信中继选择

协作通信是无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)实现数据可靠传输的关键技术，而协作通信技术的关键在于中继方案的选择。为此，提出了一种基于深度强化学习的协作通信中继选择算法(Deep Q-Learning Based Relay Selection Scheme,DQ-RSS)。首先，将WSN中具有中继选择的协作通信过程建模为马尔科夫决策过程，并采用Q学习在未知网络模型的情况下获取最佳中继选择策略；其次，针对高维状态空间下Q学习收敛时间长的问题，采用DQN(Deep-Q-Net)算法来加速Q学习的收敛。对比仿真实验结果表明，DQ-RSS在中断概率、系统容量和能耗方面均优于现有的中继选择方案，且能够有效节省收敛时间。