2023 Fiscal Year Annual Research Report
有歪み復号転送を用いた非信頼中継ネットワーク物理層セキュリティに関する研究
| Project/Area Number |
21K17738
|
|---|
| Research Institution | Kanagawa University |
|---|
Principal Investigator |
騫 申 神奈川大学, 情報学部, 助教 (80868331)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 物理層セキュリティ / 非信頼中継 / Almouti時空間ブロック符号（STBC） / 水中通信 / reliable-and-secure確率 / 最適電力配分 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
Alamouti時空間ブロック符号（STBC）を用いた非信頼中継ネットワークにおける物理層のセキュリティ性能を検証した。Alamouti STBCが提供する時空間ダイバーシティを活用することにより、有歪み復号転送非信頼中継ネットワークにおいて、潜在的な攻撃に対する送信信号の耐性を検証した。また、信頼性と安全性の確率を示すreliable-and-secure確率（RSP）を導入し、送信情報が非信頼中継によって解読されないまま、宛先での復号が可能であることを情報理論的に確認した。Alamouti STBCを適用する非信頼中継ネットワークにおいて、送信元の送信電力と中継局の送信電力の寄与が均衡することで、RSPのピークが達成されている。
また、Alamouti時空間ブロック符号（STBC）を利用した非信頼中継ネットワークにおける電力配分についても検討した。非信頼中継からの潜在的な侵害に対する送信信号の安全性を強化するため、Alamouti STBCが提供する時空間ダイバーシティを利用している。RSPの解析式を利用した実世界の制約を反映した総送信電力制約の下で、中継位置を固定した最適な電力割り当てを探索した。スペクトル効率が高いシナリオでは、送信電力の大部分を非信頼中継に割り当てるべきであることを明らかにしている。
さらに、空中の送信元から水中の宛先の送信に利用される2つの非信頼中継があるトランスミッション方式を検討した。中継局の復号誤りを許容する特性を活用することにより、非信頼中継ベースのネットワークにおける信頼性の高いかつ安全なデータ伝送が保証されている。非信頼中継による情報の漏れがないと同時に、水中の宛先が空中の送信元からメッセージを正常に取得できる確率を測定した。空中の送信元と水面の非信頼中継の間で電力配分の調整を行うことにより、最適なRSPを達成できることを示唆している。
|
