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多天线无线物理层安全通信理论与方法
发布时间: 2023-08-19
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
实用新型专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
该项目研究无线物理层安全通信，属于无线通信和安全学科的交叉前沿。没有网络安全就没有国家安全。随着5G时代的到来，无线网络和通信将成为信息社会的基础设施保障无线通信安全即是国际学术前沿，又是国家重大战略需求。 由于无线通信物理层信道的开放性和电磁信号传播的广播特性，暴露在传播环境中的无线信号很容易被第三方截获和窃听，成为无线通信安全最主要的短板和瓶颈。传统信息加密手段不能弥补信道的开放性导致的安全短板。德国总理默克尔的手机通信被美国中央情报局长期窃听，暴露了这一安全漏洞的严重性。无线物理层安全通信理论是直接针对无线传输媒质开放性而提出的有效应对手段。充分利用无线信道天然的“唯一性、多样性、时变性、互易性”，通过安全调制信号的设计和优化实现安全和通信的深度融合，使目标接收机可靠地解调而潜在的窃听者无法正确解码信号，从而保障无线通信信号传播中的信息安全。
成果亮点
2010年美国麻省理工的研究者首次刻画了多天线无线通信具备大幅增强物理层通信安全性的潜力。然而，如何设计多天线安全信号和优化分配无线资源以真正发挥其潜力，是其面临的核心问题。该项目立项于2010年，这一研究在国际上刚刚起步，面临一系列挑战：多天线安全通信理论不完善，缺乏实际的安全信号设计和资源优化分配方法；在多小区多用户网络中，多天线安全通信性能评估理论体系也没有建立起来，有效的用户安全接入控制和安全通信方法更是研究空白；在实际应用中，资源受限的终端安全通信速率大幅下降，如何提高其物理层安全通信速率是一大难点。 该项目历时7年，项目组先后主持了2项国家自然科学基金、1项国家“863”5G重大项目课题(参与)、以及教育部博士点基金优先领域项目等4项省部级基金，针对上述挑战，围绕物理层安全信号设计与优化、网络安全通信建模与方法、以及协作安全通信机制和协议三方面，开展系统性的研究工作.
团队介绍
入选“中西部基础能力建设工程”高校、国家“特色重点学科项目”建设高校、教育部“卓越工程师教育培养计划高校”、教育部“国家大学生创新性实验计划”实施高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家级新工科研究与实践项目、黑龙江省国内“双一流”建设高校、黑龙江省首批高等学校课程思政建设示范高校，为CDIO工程教育联盟成员。
成果资料
产业化落地方案
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