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大规模MIMO将带来更多无线信道,但也使无线信道

插图滥觞:Berk Akgun

跟着无线通信系统必须满意越来越多的数据传输需求,用以确保把数据传输给精确的用户的协议的不够,会使系统易受到进击。

亚利桑那大年夜学的Berk Akgun及其同事近来颁发在IEEE Transactions on Information Forensics and Security上的一篇论文探究了这种类型的进击。他们发明,在某些环境下,当应用大年夜规模多入多出技巧(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)时,数据的传输速度可能会下降50%以上。大年夜规模MIMO被觉得是5G收集的关键支持技巧之一。

MIMO是无线通信中已被确立起来的技巧,使用该技巧两个或更多个发射器和接管器同时发送和接管数据。但跟着基站向大年夜规模MIMO过渡,基站会配备上越来越多的天线来传输旌旗灯号,而这些旌旗灯号更轻易互相滋扰。为了办理这个问题,称为导频的较小的周期性旌旗灯号被分配给每个用户并从每个用户处发出,这确保了数据被传送给精确的人。

这种措施的一个主要限定是可用的导频数量有限。跟着每个基站的通信信道数量持续增长,这一限定变得尤为凸起。无意偶尔,必须为多个用户分配相同的导频序列,这会滋扰精确的数据传输并导致较差的系统机能。这称为导频污染。然则,进击者也可以使用这种污染来有意滋扰数据传输。

Akgun解释说:“进击者可以天生与合法用户的导频序列完全相同的导频序列,并与这些用户一路发送这些序列,来扭曲基站的信道预计。”这种策略终极低落了用户的数据传输速度。

在这篇论文中,Akgun及其相助者探究了进击者可以在不合前提下应用的导频污染策略。他们的钻研结果注解,当进击者离基站很近(在300米或更近的间隔内)时,他或她足以使用自己的导频使大年夜规模MIMO系统的总传输速度下降50%以上。不幸的是,他们的结果还注解进击者可以在间隔基站更远时也能使数据传输速度下降。

假如进击者知道某些用户的位置,进击也会变得加倍严重。“进击者用以污染合法用户的导频传输的功率预算有限,”Akgun解释说,“假如进击者知道用的户位置,那么就会更多地去扭曲这些用户的导频传输。经由过程这种要领,进击者可以前进其进击对整系一切机能的影响。”

假如进击者的导频旌旗灯号足够强,能要挟到无线通信的隐私,那么导频污染也可以被用于将传输的数据取走。钻研职员钻研了在不合前提下这种策略可以被最大年夜化到什么程度,他们发明进击者离基站越近,数据传输显着越轻易受到进击。

总之,这篇论文强调了大年夜规模MIMO系统的易受进击性以及对用于确保经由过程这些系统建立的通信信道的安然的新协议的需求。

Berk Akgun等颁发的文章的造访地址:https://ieeexplore.ieee.org/document/8501977。

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