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內(nèi)容簡介

　　無線物理層安全旨在利用無線信道特性來設(shè)計有效的安全通信策略，它從信息論安全的角度增強現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)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(yīng)用前景。本書概述了無線物理層安全的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)和研究現(xiàn)狀，闡述了基于無線協(xié)同中繼信道的物理層安全技術(shù)的理論基礎(chǔ)和研究意義，研究了不同拓撲結(jié)構(gòu)、不同信道狀態(tài)信息條件下，基于分布式波束成形、人工噪聲和協(xié)同干擾等技術(shù)的安全傳輸技術(shù)，完善了無線協(xié)同中繼系統(tǒng)物理層安全技術(shù)的理論分析方法，定量地刻畫了系統(tǒng)參數(shù)與性能度量指標之間的關(guān)系，提出了不同場景下的安全傳輸方案，從而為實現(xiàn)無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中信息的安全可靠傳輸提供了理論和技術(shù)支撐。本書可供無線通信與傳輸技術(shù)、衛(wèi)星通信、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的科研人員參考閱讀，也適合信息與通信工程相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生閱讀。

作者簡介

　　鞏向武軍事科學院系統(tǒng)工程研究院助理研究員，主要從事通信與信息系統(tǒng)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(fā)表學術(shù)論文十余篇，申請/授權(quán)發(fā)明專利十余項，獲2020年度中國通信學會科學技術(shù)獎二等獎一項。任保全軍事科學院系統(tǒng)工程研究院高級工程師，主要從事通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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余項，授權(quán)發(fā)明專利五項，發(fā)表學術(shù)論文五十余篇，獲省部級科學技術(shù)進步獎二、三等獎多項。李洪鈞，軍事科學院系統(tǒng)工程研究院高級工程師，主要從事智能網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、物聯(lián)網(wǎng)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余項，授權(quán)發(fā)明專利十項，發(fā)表學術(shù)論文二十余篇，獲2020年度中國通信學會科學技術(shù)獎二等獎一項。鐘旭東軍事科學院系統(tǒng)工程研究院高級工程師，主要從事空間信息網(wǎng)絡(luò)、認知衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)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余項，授權(quán)發(fā)明專利四項，發(fā)表學術(shù)論文三十余篇，獲2020年度中國通信學會科學技術(shù)獎二等獎一項。

圖書目錄

第 1章緒論 1
1.1　無線物理層安全研究發(fā)展概述　1
1.2　無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中的物理層安全概述　4
1.3　無線物理層安全關(guān)鍵技術(shù)　6
1.3.1　預(yù)編碼技術(shù)　6
1.3.2　多天線系統(tǒng)中的物理層安全技術(shù)　10
1.3.3　無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中的物理層安全技術(shù)　12
1.4　研究展望　16
1.5　本章小結(jié)　16
參考文獻　17

第　2章基于無線協(xié)同中繼信道的物理層安全相關(guān)基礎(chǔ)　33
2.1　信息論基礎(chǔ)　33
2.2　物理層安全基礎(chǔ)　35
2.3　協(xié)同中繼技術(shù)　36
2.3.1　中繼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議　36
2.3.2　中繼傳輸模式　38
2.3.3　人工噪聲技術(shù)　40
2.4　波束成形技術(shù)　41
2.4.1　基于協(xié)同中繼的波束成形技術(shù)　41
2.4.2　基于協(xié)同干擾的波束成形技術(shù)　42
2.5　本章小結(jié)　43
參考文獻　44

第3章　無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中的魯棒性物理層安全技術(shù)　45
3.1　引言　45
3.2　系統(tǒng)模型　46
3.2.1　中繼轉(zhuǎn)發(fā)　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
3.5　CSI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(shù)值仿真結(jié)果　59
3.8　定理3-1的證明　64
3.9　S-Procedure原理　65
3.10　本章小結(jié)　66
參考文獻　66

第4章　協(xié)同干擾下無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中的物理層安全技術(shù)　69
4.1　引言　69
4.2　系統(tǒng)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(shè)計　76
4.3.2　合法鏈路非理想CSI情況下的設(shè)計　79
4.4　已知竊聽鏈路CSI下的安全傳輸方案　87
4.4.1　基于迫零約束的設(shè)計　87
4.4.2　基于信漏噪比的設(shè)計　88
4.5　數(shù)值仿真結(jié)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(jié)　95
參考文獻　96

第5章　多用戶點對點無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中單對保密用戶的魯棒性物理層安全技術(shù)　98
5.1　引言　98
5.2　系統(tǒng)模型和基本假設(shè)　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
5.4.1　CSI誤差模型及問題形式　103
5.4.2　魯棒性算法設(shè)計　104
5.4.3　收斂性分析　110
5.4.4　復(fù)雜度分析　111
5.5　數(shù)值仿真結(jié)果　111
5.6　本章小結(jié)　115
參考文獻　116

第6章　多用戶點對點無線協(xié)同中繼系統(tǒng)中多對保密用戶的物理層安全技術(shù)　118
6.1　引言　118
6.2　系統(tǒng)模型和基本假設(shè)　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(yōu)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(yōu)求解方法　130
6.6　數(shù)值仿真結(jié)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(jié)　136
參考文獻　137