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无线通信的飞速发展以及基于移动终端业务的增长,使得保证无线通信的安全既重要又具有挑战性。相对于有线网络,无线链路具有开放特性,更容易遭受窃听、篡改、伪造等攻击。受无线通信安全需求的驱动,准确认证通信用户的身份至关重要。目前国内外一些学者对无线物理层安全认证颇为关注,利用无线物理层资源的一些独特性质解决安全认证问题也成为了研究热点。无线物理层认证利用无线衰落信道的随机性和互易性等特点,在物理层识别通信用户的身份,与网络上层安全协议相结合进一步加强无线网络的安全性。本文研究的物理层认证算法分为两大类:不存在中继节点的PHY-PCRAS和PHY-CRAM、存在中继节点的PHY-CRAMR和PHY-AUR。本论文的主要研究工作和创新如下:(1)研究了PHY-PCRAS算法采用多进制相移键控(M-ary Phase Shift Keying,MPSK)的认证性能,仿真结果表明:子载波数目固定时,高阶调制的认证性能好;密钥长度固定时,低阶调制的认证性能好。(2)研究了PHY-PCRAS算法应用于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统时子信道频域的相关性,以及相关性对认证性能的影响。仿真结果表明:子信道频域的相关性随着子信道间距的增大呈指数趋势减小,并且子信道相关性越小,认证性能越好。(3)从理论上推导出PHY-CRAM算法的成功认证概率和错误接收概率均可用Marcum Q函数计算,以及认证准则中相关系数服从莱斯分布,密钥越长,其概率密度曲线与莱斯分布吻合地越好。(4)对PHY-CRAMR和PHY-AUR的接受者操作特性曲线(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC)进行仿真分析。仿真结果表明:Rural信道下的认证性能比Urban信道好,且同一信道模型下,密钥长度不变时,这两种算法均是随着信噪比的增大认证性能变好;信噪比不变时,密钥长度对PHY-CRAMR的影响不明显,PHY-AUR的认证性能随着密钥长度的增大而提高。