2012 Fiscal Year Annual Research Report
学習を活用した物理層セキュリティ技術によるセキュアコグニティブ無線
| Project/Area Number |
24360147
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
藤井 威生 電気通信大学, 先端ワイヤレスコミュニケーション研究センター, 准教授 (10327710)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大槻 知明 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10277288)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 物理層セキュリティ / コグニティブ無線 / 周波数共用 / 学習アルゴリズム |
|---|
| Research Abstract |
本研究課題は、多様な無線資源をダイナミックに活用し、周波数の有効利用を図るコグニティブ無線において、物理層セキュリティ技術を核とした通信セキュリティの向上を目指して以下を実現する。1.コグニティブ無線ならではの多様な無線資源を活用した秘密情報分散化による秘匿性向上、2.ノードが観測可能な統計量情報を活用した学習によるセカンダリ最適伝送、3.既存システム干渉保護と盗聴ノードに対する人工雑音付加による秘匿性向上の両立、4.複数の分散ノードを協調活用することによる適応的な通信品質および秘匿性向上。これらの実現のため、本研究では、周波数共用における干渉保護と物理層セキュリティによる秘匿性保護を両立するための研究として、周波数共用および秘匿性保護条件下でセカンダリ無線システムの通信路容量を最大とする最適条件を明らかにすることを目指し研究を進める。平成24年度には、一つ目の検討として、協調通信・雑音送信による干渉設計および秘匿性設計手法の要素技術の確立として、セカンダリ送受信ノードが周囲の分散ノードの協力を得ながら、プライマリ受信機への与干渉電力を保護した上で、秘匿性を保ちつつスループットを最大化する技術を開発した。ここでは、セカンダリ端末が協調中継および人工雑音送信を活用し、電力設計と端末制御によりセキュリティ保護領域の設定法の検討を行った。二つ目の検討として、複数帯域の並列伝送を用いて、秘密情報の分散伝送と、秘匿性保護のための干渉分散送信を行うことで、秘匿性保護性能を改善する手法を提案した。
また、学習アルゴリズムを用いたスペクトルセンシング法について検討した。学習過程で,プライマリシステムの通信に関するパラメータを推定し、その推定パラメータと検出エネルギーに基づく学習アルゴリズムにより、周波数共用時にも高い周波数利用効率を達成することを示した。
また、特異値分解を用いたMIMO(Multiple-lnput Multiple-Output)伝送を用いた伝送方式を提案し、高い秘密保持容量を達成することを示した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通りの研究成果が出ており、外部発表の進捗も含めて順調である。加えて、当初計画していないかった関連した研究も現在進み始めており、初年度の研究成果として期待以上の成果が出ていると考えている。今後は、これらの成果を国際会議などで発表することで成果を国内外ヘアピールしていきたいと考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度としては、当初の予定以上の研究成果が出ているため、積極的な国内外での成果発表と、研究の加速を図っていく予定である。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
昨年度は、購入予定物品の一部を既存設備の活用で済ませたことと、研究補助に対する謝金額が想定よりも少なかったことで、翌年度に繰り越しが生じたが、これらの研究費を活用して、ソフトウェア無線機を購入することで、試作を伴った実用的な研究成果を出したいと考えている。
|
