無線網絡物理層安全技術及應用

本書論述基於物理層安全的無線網絡信息安全解決方案及其相關技術，包含了物理層安全理論、發展現狀和建模方案等，重點介紹物理層安全容量和物理層密鑰提取方面的技術。本書共5章。第1章概述了無線網絡、未來無線網絡面臨的信息安全挑戰、物理層安全技術、現代無線網絡物理層關鍵技術；第2章介紹了無線網絡的協作通信技術；第3章介紹了物理層安全技術；第4章介紹了基於無線通道幅度相位聯合特徵參數的密鑰生成方法；第5章介紹了物理層信息安全技術未來的發展。本書針對無線網絡物理層安全技術與應用開展了較深入的研究，內容豐富，有助於研究者和工程技術人員在從事無線網絡物理層安全和信息安全技術方面的研究和應用時借鑒和參考。

1章概論1 
1.1 無線網絡概述1 
1.2 未來無線網絡面臨的信息安全挑戰2 
1.3 物理層安全技術概述3 
1.4 現代無線網絡物理層關鍵技術4 
1.4.1 基於保密容量的物理層傳輸方案研究4 
1.4.2 物理層密鑰提取方案的研究11 
2章無線網絡的協作通信技術17 
2.1 概論17 
2.1.1 無線通信發展歷程18 
2.1.2 無線通信面臨的挑戰21 
2.1.3 協作中繼技術概述24 
2.1.4 協作中繼技術的應用25 
2.1.5 協作中繼的研究內容29 
2.2 時分協作中繼信道34 
2.2.1 引言34 
2.2.2 系統模型35 
2.2.3 中繼策略及其容量限36 
2.2.4 小結45 
2.3 無線網絡理性節點非合作博弈建模46 
2.3.1 引言46 
2.3.2 系統模型和問題描述48 
2.3.3 博弈策略分析52 
2.3.4 仿真分析60 
2.3.5 小結66 
2.4 異構網絡理性節點合作博弈建模67 
2.4.1 引言67 
2.4.2 系統模型71 
2.4.3 效用函數和問題描述75 
2.4.4 聯合的資源分配算法77 
2.4.5 仿真分析88 
2.4.6 小結97 
3章物理層安全技術98 
3.1 概述98 
3.2 研究內容99 
3.2.1 主要研究內容99 
3.2.2 研究方法101 
3.2.3 一般性建模思路101 
3.3 基於協作干擾的物理層安全技術105 
3.3.1 引言105 
3.3.2 系統模型和協作方案108 
3.3.3 問題描述112 
3.3.4 傳輸功率*小化分析113 
3.3.5 保密速率*大化分析119 
3.3.6 仿真分析124 
3.3.7 小結132 
3.4 基於納什討價還價博弈的OFDM無線網絡 
物理層安全技術133 
3.4.1 引言133 
3.4.2 基於OFDM系統兩用戶協同物理層安全模型135 
3.4.3 效用函數和問題建模138 
3.4.4 子載波分配算法140 
3.4.5 仿真分析145 
3.5 基於虛擬波束成型協作干擾技術的物理層安全技術152 
3.5.1 引言153 
3.5.2 系統模型157 
3.5.3 問題描述159 
3.5.4 功率分配和價格選擇策略161 
3.5.5 仿真分析166 
3.5.6 小結173 
3.6 基於解碼轉發協議的無線網絡物理層安全技術173 
3.6.1 引言174 
3.6.2 系統模型178 
3.6.3 問題描述和博弈建模182 
3.6.4 中繼功率分配與價格選擇策略185 
3.6.5 仿真分析191 
3.6.6 小結196 
4章基於無線信道幅度相位聯合特徵參數的 
密鑰生成方法198 
4.1 引言198 
4.2 研究方案201 
4.2.1 研究方法201 
4.2.2 無線信道隨機性分析201 
4.3 一般密鑰提取過程210 
4.3.1 基於密鑰的加密通信210 
4.3.2 密鑰隨機參數生成密鑰的過程211 
4.4 基於無線信道幅度特徵的等概率密鑰生成方法213 
4.4.1 引言213 
4.4.2 系統模型215 
4.4.3 密鑰生成策略217 
4.4.4 仿真分析220 
4.4.5 小結222 
4.5 基於無線信道幅度相位聯合特徵的密鑰生成方法223 
4.5.1 引言223 
4.5.2 系統模型225 
4.5.3 無線信道幅度相位聯合特徵提取227 
4.5.4 密鑰生成方案的性能分析232 
4.5.5 仿真分析235 
4.5.6 小結240 
4.6 密鑰提取動態性能測試240 
4.6.1 仿真測試240 
4.6.2 測試結論244 
5章物理層安全技術未來的發展245 
5.1 面臨的挑戰和機遇245 
5.2 物理層安全技術面臨的主要問題247 
5.2.1 物理層安全容量247 
5.2.2 物理層密鑰提取248 
5.3 物理層安全技術路在何方249 
參考文獻253