• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 24360147
研究種目

基盤研究(B)

研究機関電気通信大学

研究代表者

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)

研究分担者 大槻 知明  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10277288)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード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
研究概要

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。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

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。

今後の研究の推進方策

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。

次年度の研究費の使用計画

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。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Joint SVD-GSVD precoding technique and secrecy capacity lower bound for the MIMO relay wire-tap channel2012

    • 著者名/発表者名
      M. Jilani and T. Ohtsuki
    • 雑誌名

      EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking

      巻: 2012 ページ: 8

    • DOI

      10.1186/1687-1499-2012-361

    • 査読あり
  • [学会発表] 電力割り当てを考慮したマルチバンド伝送を用いた物理層セキュリティ2013

    • 著者名/発表者名
      井田暁也, 鈴木隆之, 藤井威生, 田久修, 大槻知明
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2013-03-21
  • [学会発表] 低信頼中継局を利用した物理層ネットワークコーディングにおける物理層セキュリティの一検討2013

    • 著者名/発表者名
      山口和馬、田久修、藤井威生、大槻知明、笹森文仁、半田志郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2013-03-20
  • [学会発表] 物理層セキュリティを考慮したコグニティブ無線向け協調送信手法2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆之, 藤井威生, 田久修, 大槻知明
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2013-03-20
  • [学会発表] An Estimation Algorithm of Channel State Transition Probabilities for PHYLayer Sensing of Cognitive Radio Systems2013

    • 著者名/発表者名
      F.H. Panahi and Tomoaki Ohtsuki
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2013-03-01
  • [学会発表] Security Challenges in Network Coding : The case of the Diversity Problem2013

    • 著者名/発表者名
      J. C. Corena and T. Ohtsuki,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2013-03-01
  • [学会発表] Thwarting Diversity Attacks in Wireless Network Coding Using Thresho ld Signatures and a Sender-Centered Approach2012

    • 著者名/発表者名
      J.C. Corena and T. Ohtsuki
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM2Q12)
    • 発表場所
      アナハイム、アメリカ
    • 年月日
      20121200
  • [学会発表] A Multiple-MAC-Based Protocol to Identify Misbehaving Nodes in Network Coding2012

    • 著者名/発表者名
      J.C. Corena and T. Ohtsuki
    • 学会等名
      IEEE Vehicular Technology Conrence (VTC2012-Fall)
    • 発表場所
      シドニー、オーストラリア
    • 年月日
      20120900
  • [学会発表] Joint SVD-GSVD Pre co ding Technique and Secrecy Capacity Lower Bound for the MIMO Relay Wire-tap Channel2012

    • 著者名/発表者名
      J. Marouan and T. Ohtsuki
    • 学会等名
      IEEE Vehicular Technology Conference (VTC2012-Spring)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120500
  • [学会発表] A Fuzzy Q-Learning Based Sensing Policy for Cognitive Radio Systems2012

    • 著者名/発表者名
      F.H. Panahi and Tomoaki Ohtsuki
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2012-10-19
  • [学会発表] A Cooperative MAC-Based Protocol for Blacklisting in Network Coded Networks2012

    • 著者名/発表者名
      J. C. Corena and T. Ohtsuki,
    • 学会等名
      電子情報通信学会ユビキタス・センサネットワーク研究会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2012-07-20

URL: 

公開日: 2014-07-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi