基于软件无线电的超短波无线网络监测系统设计

摘要

超短波无线自组织网络拥有快速组网、健壮性强的优点,在军事和民用通信中有着广泛应用前景的。但是其固有的暴露信道、动态拓扑和多跳路由等特点使其面临着消息欺骗、虚假路由、拒绝服务等无线网络安全威胁。因此,对自组织网进行无线网络监测,及时发现网络入侵行为非常必要。无线网络监测需要解决网络协议的分析、数据数据流的侦收和无线网络数据的分析三个问题。本文围绕着三个问题进行了220D协议的分析研究、基于软件无线电的无线数据捕获系统设计研究和入侵检测的研究,并完成了部分功能的设计和实现。本文的主要工作包括如下几个方面:
　　第一,结合无线自组织网的特点,对无线自组织网的安全性进行分析,提出适合于无线自组织网的分布式监测系统设计方案。根据方案,引出需要解决的三个关键技术问题,并明确了技术问题的研究方法。
　　第二,学习研究了MS-STD-188-220D协议标准。重点对220D的数据链路帧、网络层帧的结构和数据包的逐层封装过程进行分析,研究了针对220D/IP网络的协议解析方法。以FSK作为物理层调制方式,搭建一个220D实验平台,模拟220D数据包的收发过程,以作为网络监测的研究对象。
　　第三,基于uS DR3500软件无线电平台,实现对220D实验平台产生的无线信号接收和解调。通过S imulink工具完成FSK接收机的仿真实验和链路设计。最终,将生成的比特文件下载到uSDR3500平台中,实现对FSK信号进行接收解调,获取到无线通信数据流。
　　第四,进行入侵检测的研究,建立一种针对泛洪攻击的隐马尔可夫入侵检测模型。以U DP流量负载变化作为隐马尔可夫模型的观测值,建立具有三个隐含状态的隐马尔可夫入侵检测模型。使用NS-2仿真获取的学习和评估数据包,对隐马尔可夫入侵检测模型进行训练和评估,完成检测模型的可行性验证,分析模型的检测性能。

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第一章 绪论

1. 1课题来源和研究背景

1. 2国内外研究现状

1. 3论文的研究内容及结构安排

第二章 无线Ad Hoc网络监测系统设计

2. 1无线Ad Hoc网络安全性分析

2. 2入侵检测系统

2. 3系统设计方案

2. 4研究方法

2. 5本章小结

第三章 220D自组织网协议分析

3.1 MIL-STD-188-220D协议

3. 2 220D实验平台设计

3. 3性能测试和分析

3. 4本章小结

第四章 基于软件无线电的数据捕获系统设计

4. 1软件无线电技术

4. 2. 1 uS DR 3500平台的特点

4.3 FSK接收机设计

4. 4接收机性能测试和分析

4. 5本章小结

第五章 基于HMM的入侵检测方法研究

5. 1 HMM在入侵检测中的应用

5. 2 HMM的关键算法

5. 3一种改进的HMM入侵检测方法

5. 4检测模型性能测试

5. 5本章小结

第六章 总结与展望

6. 1总结

6. 2展望

致谢

参考文献

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