摘要：针对星-地混合通信网络前向链路在部分非理想信道状态信息(CSI)及非理想CSI下卫星窃听链路的安全问题,提出一种将地面基站信号作为协同干扰的安全传输方案。优化目标为地面基站节点传输速率最大,确保卫星合法节点接收信号质量,同时利用地面基站发送信号阻塞卫星潜在窃听节点对卫星信号的侦听。通过半定松弛原理将其转化为可解的凸优化问题,分别设计分层迭代、高斯随机化和二分搜索算法对问题进行优化求解。仿真校验结果表明,所提方案能够降低网络对CSI误差的敏感性,提高网络的可靠性和保密性。

摘要：研究了典型室内办公场景下,多用户多输入单输出(MISO)可见光通信(VLC)系统的物理层安全问题。针对未知数量的窃听者有可能出现在公共区域内任意位置的场景,提出了一种基于联合干扰的人工噪声生成方案以提高系统的保密安全性能。该方案利用用户所在区域的发光二极管(LED)作为信号源的同时,联合窃听者所在区域的LED一起发送干扰信号。由于窃听者位置随机且未知,故所提方案以最小化最坏情况下窃听者的信干噪比(SINR)为目标,通过干扰形成器的协作优化与设计使得干扰信号在不影响合法用户信号正常接收的前提下,最大程度地扰乱窃听者的接收。仿真结果表明,与传统的人工噪声方案相比,所提的联合干扰策略能明显降低窃听者的信干噪比和提高系统的保密速率,从而使得VLC系统的安全性能得到显著提升。

摘要：为提高移动通信系统的性能,构建了一个存在主网络干扰和窃听者的双向认知中继网络的物理层安全传输模型,设计了一种中继选择和功率分配的联合优化策略,用于对抗窃听者,保护收发节点的信息传输。通过仿真分析得出,此非凸优化问题限制条件较多,难以保证粒子群优化算法随机生成的初始解的可行性,从而造成求解困难。提出了一种基于可变网格优化和粒子群优化算法的混合优化算法。仿真结果表明此算法提高了次级网络的保密速率,提升了次级网络的安全性能。

摘要：研究多输入多输出通信系统中同时存在无线信息与能量时的安全传输问题。在源端和全双工节点发送端的发送总功率、全双工节点接收端的能量收集限制2种约束条件下,设计人工噪声与全双工节点接收端的能量分配因子,给出保密速率最大化问题的函数表达式,并分别提出基于替代函数和泰勒公式展开的2种优化方法。仿真结果表明,所提2种方法能有效解决全双工模式中的保密速率最大化问题,且与半双工模式相比,全双工模式可以提高系统的保密速率与安全性。

摘要：针对传统人工噪声辅助的安全传输方法无法适用于发射天线数等于接收天线数的多用户(Multiuser,MU)多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的问题,提出了一种人工噪声辅助的多用户安全传输新方法。通过合理设计人工噪声与预编码矩阵,该方法可在同时满足所有用户传输需求的基础上,显著提升发射天线数等于接收天线数的MU-MIMO系统的安全性。同时,针对提出的方法进行了检测算法与平均保密速率的推导与分析。理论分析与仿真结果表明,所提方法可有效提升无线通信系统的安全性,在信噪比为20 dB时,该方法较传统方法的平均保密速率提升达到120%。

摘要：针对多中继轮流中继系统被窃听的问题,提出面向安全的轮流中继选择方案。首先提出了遍历的最优中继选择方案,并推导得到了保密速率的理论值;然后为降低复杂度,分别从降低计算复杂度和信道估计开销的角度设计了两种两阶段的次优中继选择方案,先缩小中继选择范围再进行搜索。仿真结果表明K-最大主信道中继选择方案能够以较低的复杂度实现最优保密速率。

摘要：针对多天线中继系统中继节点面临的可用能量受限问题和存在的严重信息泄露隐患,提出了一种基于能量采集技术的联合中继波束成形和多天线友好干扰机协作干扰的物理层安全传输方案.首先,构建基于放大转发(Amplify-and-Forward,AF)模式的多天线协作中继网络,其次,中继节点和友好干扰机在时隙切换(Time Switch,TS)策略下进行能量采集和保密信号传输.接着,以系统保密速率最大化(Secrecy Rate Maximization,SRM)为目标,在满足中继节点和友好干扰机采集能量约束条件下,联合设计出最优中继信号传输波束成形矩阵、人工噪声(Artificial Noise,AN)协方差矩阵和时隙切换系数.然而,由于条件约束,导致该SRM问题为非凸问题,故通过结合半定松弛(Semi-Definite Relaxation,SDR)技术以及拉格朗日对偶理论,设计出一种双层优化算法求得最优解,并且,为了降低复杂度和对比方案性能,给出了一种基于迫零预编码的次优传输方案.最后,仿真结果表明,所提方案能够显著提高系统保密性能,具备一定抗窃听攻击能力.

摘要：物理层安全技术已经成为一种增强未来无线通信系统安全性的强大补充解决方案。由于可重构智能表面可实现智能可控的无线传播环境,故将其用于解决物理层安全问题是一个极具前景的方案。研究了存在一个单天线窃听者的情况下从无线接入点到单天线用户的安全通信问题。首先通过较少的有源反射单元来获取信道信息,然后利用深度学习的方法设计RIS的最佳波束成形以达到较好的保密速率。结果表明,仅使用16个有源天线(占总反射单元数量的3.9%),深度学习解决方案达到了最佳可实现保密速率的73%。

摘要：提出一种基于合作干扰的安全传输方法,用以减少主窃信道之间相关性带来的保密损失,提高通信系统的保密性能。考虑现有的合作干扰方法集中于主窃信道相互独立的情形,因此,当主窃信道相关时,现有的合作干扰方法由于设计的局限性无法获得足够理想的保密性能。鉴于此,提出一种面向相关主窃信道具有针对性的合作干扰方法。基于相关主窃信道的合作干扰模型,对保密中断概率约束下的保密速率最大化问题进行了形式化。通过采用范数边界法和伯恩不等式法将优化问题的概率约束条件转化成近似的确定形式,能够获得波束成形和人工噪声的一组近似解。仿真结果显示,提出的合作干扰方法能够在高相关性的条件下减少通信系统的保密损失。