了得網工業技術_基於無線協同中繼信道的物理層安全技術

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作者由軍事科學院尹浩院士團隊科研骨干組成，長期專注於物理層安全領域研究

包含大量理論模型與仿真結果，可為相關領域研究工作提供參考，具有實用性。

內容簡介

無線物理層安全旨在利用無線信道特性來設計有效的安全通信策略，它從信息論安全的角度增強現有無線通信繫統的安全性，為解決無線通信安全問題提供了一種新的思路，具有重要的研究價值和廣闊的應用前景。本書概述了無線物理層安全的發展歷程、關鍵技術和研究現狀，闡述了基於無線協同中繼信道的物理層安全技術的理論基礎和研究意義，研究了不同拓撲結構、不同信道狀態信息條件下，基於分布式波束成形、人工噪聲和協同干擾等技術的安全傳輸技術，完善了無線協同中繼繫統物理層安全技術的理論分析方法，定量地刻畫了繫統參數與性能度量指標之間的關繫，提出了不同場景下的安全傳輸方案，從而為實現無線協同中繼繫統中信息的安全可靠傳輸提供了理論和技術支撐。

本書可供無線通信與傳輸技術、衛星通信、物聯網等領域的科研人員參考閱讀，也適合信息與通信工程相關專業的本科生和研究生閱讀。

作者簡介

鞏向武
軍事科學院繫統工程研究院助理研究員，主要從事通信與信息繫統方面的研究工作，主持、參加多項國家級重點項目、省部級重點項目，發表學術論文十餘篇，申請/授權發明專利十餘項，獲2020年度中國通信學會科學技術獎二等獎一項。

任保全
軍事科學院繫統工程研究院高級工程師，主要從事通信網絡技術研究工作，主持、參加多項國家級重點項目、省部級重點項目等二十餘項，授權發明專利五項，發表學術論文五十餘篇，獲省部級科學技術進步獎二、三等獎多項。
李洪鈞，軍事科學院繫統工程研究院高級工程師，主要從事智能網絡、衛星通信、物聯網等方面研究工作，主持、參加多項國家級重點項目、省部級重點項目等十餘項，授權發明專利十項，發表學術論文二十餘篇，獲2020年度中國通信學會科學技術獎二等獎一項。

鐘旭東
軍事科學院繫統工程研究院高級工程師，主要從事空間信息網絡、認知衛星通信網絡等方面研究工作，主持、參加多項國家級重點項目、省部級重點項目等十餘項，授權發明專利四項，發表學術論文三十餘篇，獲2020年度中國通信學會科學技術獎二等獎一項。

第 1章緒論1

1.1無線物理層安全研究發展概述1

1.2無線協同中繼繫統中的物理層安全概述4

1.3無線物理層安全關鍵技術6

1.3.1預編碼技術6

1.3.2多天線繫統中的物理層安全技術10

1.3.3無線協同中繼繫統中的物理層安全技術12
第 1章緒論1

1.1無線物理層安全研究發展概述1

1.2無線協同中繼繫統中的物理層安全概述4

1.3無線物理層安全關鍵技術6

1.3.1預編碼技術6

1.3.2多天線繫統中的物理層安全技術10

1.3.3無線協同中繼繫統中的物理層安全技術12

1.4研究展望16

1.5本章小結16

參考文獻17

第2章基於無線協同中繼信道的物理層安全相關基礎33

2.1信息論基礎33

2.2物理層安全基礎35

2.3協同中繼技術36

2.3.1中繼轉發協議36

2.3.2中繼傳輸模式38

2.3.3人工噪聲技術40

2.4波束成形技術41

2.4.1基於協同中繼的波束成形技術41

2.4.2基於協同干擾的波束成形技術42

2.5本章小結43

參考文獻44

第3章無線協同中繼繫統中的魯棒性物理層安全技術45

3.1引言45

3.2繫統模型46

3.2.1中繼轉發47

3.2.2人工噪聲48

3.3保密容量分析49

3.4理想CSI情況下的安全傳輸方案51

3.5CSI誤差模型及問題形式53

3.6非理想CSI情況下的波束成形方案55

3.6.1有用信號功率的理論下界55

3.6.2有用信號功率的上界56

3.6.3魯棒性波束成形算法57

3.7數值仿真結果59

3.8定理3-1的證明64

3.9S-Procedure原理65

3.10本章小結66

參考文獻66

第4章協同干擾下無線協同中繼繫統中的物理層安全技術69

4.1引言69

4.2繫統模型70

4.3未知竊聽鏈路CSI下的安全傳輸方案73

4.3.1合法鏈路理想CSI情況下的設計76

4.3.2合法鏈路非理想CSI情況下的設計79

4.4已知竊聽鏈路CSI下的安全傳輸方案87

4.4.1基於迫零約束的設計87

4.4.2基於信漏噪比的設計88

4.5數值仿真結果89

4.5.1未知竊聽鏈路CSI下的性能分析90

4.5.2已知竊聽鏈路CSI下的性能分析94

4.6本章小結95

參考文獻96

第5章多用戶點對點無線協同中繼繫統中單對保密用戶的魯棒性物理層安全技術98

5.1引言98

5.2繫統模型和基本假設99

5.3保密容量分析101

5.4非理想CSI情況下的安全傳輸方案102

5.4.1CSI誤差模型及問題形式103

5.4.2魯棒性算法設計104

5.4.3收斂性分析110

5.4.4復雜度分析111

5.5數值仿真結果111

5.6本章小結115

參考文獻116

第6章多用戶點對點無線協同中繼繫統中多對保密用戶的物理層安全技術118

6.1引言118

6.2繫統模型和基本假設119

6.3保密容量分析及問題形式121

6.4保密速率最大化方案122

6.4.1最優求解方法123

6.4.2迫零約束下的求解方法127

6.5功率控制方案128

6.5.1迫零約束下的求解方法129

6.5.2最優求解方法130

6.6數值仿真結果132

6.6.1保密速率最大化方案的性能分析133

6.6.2功率控制方案的性能分析134

6.7本章小結136

參考文獻137

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