●序
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究現狀 2
1.3 本書結構 4
參考文獻 4
第2章 物理層安全基本技術介紹 6
2.1 無線攜能傳輸概述 6
2.2 協作網絡概述 6
2.3 多天線繫統中物理層安全的預編碼技術 7
參考文獻 8
第3章 多天線繫統中的安全波束成形技術 10
3.1 干擾信道中的物理層安全技術 11
3.1.1 干擾信道繫統模型 12
3.1.2 聯合波束成形和人工噪聲設計 14
3.1.3 仿真結果 18
3.1.4 本節小結 20
3.2 多用戶譯碼轉發中繼網絡中的物理層安全 20
3.2.1 多用戶譯碼轉發中繼網絡繫統模型 22
3.2.2 波束成形及功率分配聯合設計 24
3.2.3 最小化發送功率問題 29
3.2.4 仿真結果 30
3.2.5 本節小結 31
3.3 竊.聽者信道狀態信息不完美情況下的多用戶網絡物理層安全 32
3.3.1 概述 33
3.3.2 信道矩陣誤差模型下的功率分配及波束成形設計 35
3.3.3 信道協方差誤差模型下的功率分配及波束成形設計 40
3.3.4 仿真結果 42
3.3.5 本節小結 43
3.4 信道狀態信息不完美情況的安全波束成形設計 44
3.4.1 概述 44
3.4.2 多竊.聽者繫統模型 45
3.4.3 安全速率優選化的波束成形設計 47
3.4.4 仿真結果 53
3.4.5 本節小結 54
參考文獻 55
第4章 竊.聽信道下的物理層安全 58
4.1 廣播竊.聽信道中的物理層安全 59
4.1.1 多天線繫統下的竊.聽信道模型 60
4.1.2 基於符號擴展的預編碼 61
4.1.3 仿真結果 68
4.1.4 本節小結 68
4.2 單向中繼竊.聽信道中的物理層安全 69
4.2.1 單向中繼竊.聽信道模型及問題描述 69
4.2.2 非完美CSI中繼竊.聽信道預編碼設計 72
4.2.3 仿真結果 76
4.2.4 本節小結 78
4.3 雙向中繼竊.聽信道下的物理層安全 78
4.3.1 雙向中繼竊.聽信道模型及問題描述 78
4.3.2 雙向中繼竊.聽信道預編碼設計 81
4.3.3 仿真結果 87
4.3.4 本節小結 88
4.4 干擾竊.聽信道中的物理層安全 88
4.4.1 K用戶干擾竊.聽信道模型 88
4.4.2 基於安全和速率優選化的波束成形 90
4.4.3 仿真結果 94
4.4.4 本節小結 94
參考文獻 95
第5章 中繼網絡中的聯合物理層安全與能量收集技術 98
5.1 干擾信道下的物理層安全 98
5.1.1 兩用戶干擾信道模型 99
5.1.2 干擾信道波束成形設計 100
5.1.3 仿真結果 105
5.1.4 本節小結 108
5.2 存在不完美竊.聽信道信息的干擾網絡物理層安全 108
5.2.1 干擾信道繫統模型 108
5.2.2 存在信道向量誤差的BF-AN設計 110
5.2.3 存在信道協方差誤差的BF-AN設計 113
5.2.4 仿真結果 115
5.2.5 本節小結 118
5.3 中繼繫統的物理層安全及能量收集 119
5.3.1 中繼繫統模型 119
5.3.2 安全速率優選化問題 122
5.3.3 發送功率最小化問題 126
5.3.4 仿真結果 126
5.3.5 本節小結 128
5.4 多播中繼繫統下的安全波束成形設計 128
5.4.1 多播中繼繫統竊.聽模型 129
5.4.2 發送功率最小化問題 130
5.4.3 仿真結果 133
5.4.4 本節小結 134
參考文獻 134
第6章 利用不可靠信道信息的攻擊檢測 136
6.1 繫統模型 137
6.1.1 中繼繫統 137
6.1.2 惡意攻擊 138
6.1.3 可檢測性 138
6.2 可檢測類 140
6.2.1 源節點檢測 140
6.2.2 目的節點檢測 140
6.3 仿真結果 142
6.4 不可檢測類 144
6.5 無直連中繼繫統 145
6.5.1 源端分布已知下的攻擊檢測方法 146
6.5.2 源端分布未知下的攻擊檢測方法 147
6.6 仿真結果 152
6.7 本章小結 153
參考文獻 154
第7章 無參考情況下檢測Byzantine攻擊 156
7.1 繫統模型 157
7.2 主要成果 160
7.3 仿真結果 164
參考文獻 167
第8章 異構網絡中安全傳輸波束成形 169
8.1 繫統模型 170
8.2 異構網絡下的安全傳輸波束成形方案 173
8.2.1 宏小區中的安全傳輸波束成形 174
8.2.2 宏小區和蜂窩網中的連續安全傳輸波束成形方案 178
8.2.3 宏小區和蜂窩小區的聯合安全傳輸波束成形方案 180
8.3 仿真結果 185
附錄 190
參考文獻 192
第9章 多播網絡中的安全波束成形及能效 197
9.1 繫統模型 197
9.2 發送功率最小化問題 199
9.3 仿真結果 203
參考文獻 204
第10章 異構網絡中無線安全信息和能量傳輸 206
10.1 繫統模型 206
10.2 完美ECSI情況下的聯合波束成形和人工噪聲設計 209
10.3 聯合發送波束成形和人工噪聲的魯棒性設計 214
10.4 仿真結果 219
附錄 222
參考文獻 224
索引 226

本書首先介紹物理層安全中關鍵的技術，然後對新型場景下物理層安全關鍵技術的應用與算法設計進行深入詳盡的分析與研究。第1章主要介紹物理層的研究背景和研究現狀。第2～5章給出多天線繫統中物理層安全的基本概念，提出不同的安全技術方案，以及波束成形和功率分配方法。第6～10章介紹多播網絡中的安全波束成形技術，分析無線安全信息和能量傳輸的能量效率以及性能。