2014 Fiscal Year Research-status Report
無線伝送路特性を利用するアナログセキュリティネットワークの開発
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26330103
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
内藤 克浩 愛知工業大学, 情報科学部, 准教授 (80378314)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アナログセキュリティ / プレ等化 / OFDM / IEEE 802.11a |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、現実の通信環境は多数のマルチパス波が存在するため、無線伝送路特性が場所により大きく異なることに着目する。無線伝送路特性は、場所が通信で利用する無線信号の半波長以上異なれば、一般的には独立して変化すると言われている。また、一般的な無線通信システムでは、このような無線伝送路特性の影響を受信側で取り除く等化処理を行うことにより、正しい復調処理を実現している。そのため、所望の受信端末のみが無線伝送路特性の影響を取り除くことが可能である一方、他端末は無線伝送路特性の影響を取り除けない方式が実現されれば、物理層による安全性を改善可能と考える。
本年度は、所望の受信端末との無線伝送路特性を予め推定することにより、送信端末から送信する信号を無線伝送路特性に合わせて送信するプレ等化技術を活用することにより、物理層におけるセキュア通信方式を研究する。
無線伝送路特性を予め推定するためには、無線LANで規定されるRTS/CTなどのデータパケットの送受信前に交換されるパケットを利用する。また、送信者は所望の受信端末において無線伝送路の影響を受けない信号が受信可能となるように、送信信号を推定した無線伝送路特性に応じて補正してから送信する。結果として、所望の受信端末では、無線伝送路の影響により、正確に復調可能な信号を受信できる。一方、盗聴者などは異なる無線伝送路の影響を受けることにより、復調可能な信号を受信できなくなる上、盗聴対象の端末間の無線伝送路特性が不明なため、等化処理も行うことができない。
本年度は主に計算機シミュレーションにより、提案方式のマルチパス環境下における特性評価を実施した。結果では、IEEE 802.11aの仕様を想定したシミュレーションにより、代表的なマルチパス環境において、所望の受信端末は復調可能である一方で、盗聴者が復調誤りを起こすことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は主にMatlabを利用してシミュレーションを行うことにより、提案方式の安全性について評価を実施してきた。評価を行う際のシミュレーションプログラムでは、無線LAN用の標準規格であるIEEE 802.11aで利用されているフレーム構造を想定しており、現実に利用されている実装に近い評価を実施した。また、想定する伝搬路環境として、一般的なマルチパス通信環境だけではなく，Joint Technical Committee (JTC) により提案されたアンテナ高が低い場合の室内及び屋外の伝送路モデルについても評価を実施した。
実施結果では、独立な無線伝送路を想定した場合、提案方式を適用することにより、所望の通信端末での通信性能を劣化させることなく、その他の盗聴端末での復調エラーを発生させることができることが確認されている。本年度の評価結果は、本研究で提案を行うアナログセキュリティ技術の基礎的な可能性を示すものであり、概ね当初の予定通りに研究が進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究成果により、アナログセキュリティ技術の基礎的な可能性を確認することができたため、今後はより現実的な通信環境を想定した研究を実施していく。
１．本年度の評価では、一般的な無線通信モデルを利用した場合の通信性能について評価を実施してきた。一方、一般的なオフィスにおける提案方式の性能はまだ明らかにすることができていない。そこで、ソフトウェア無線機器であるUSRPを利用することにより、現実的な通信環境の無線伝送路特性の測定を行う。また、この測定結果に基づいたシミュレーションを行うことにより、提案方式の性能を明らかにする。
２．本年度の評価は主にシミュレーションによるものであったが、今後はソフトウェア無線機器であるUSRP上にIEEE 802.11aに準拠した通信プロトコルを実装し、提案方式が利用可能な拡張手法の研究を行う。また、実際の通信環境において、提案方式を利用した場合の通信性能を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
ソフトウェア無線機器を制御するための計算機を購入予定であったが、必要となる性能について評価中であり、購入を見送らせていただきました。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はソフトウェア無線機器を制御するための計算機を購入するために利用予定です。
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