无线物理层安全建模与性能分析

目录
第1章 概述 1
1.1 无线通信系统的安全问题 1
1.2 物理层安全理论基础 2
1.3 物理层安全的性能指标 3
1.3.1 平均安全容量 4
1.3.2 安全中断概率 4
1.3.3 非零安全中断概率和拦截概率 5
1.3.4 有效安全吞吐量 6
1.4 物理层安全性能分析理论的研究现状 6
1.4.1 Wyner 模型的安全性能研究 6
1.4.2 多天线系统的安全性能研究 6
1.4.3 协作系统的安全性能研究 9
1.4.4 认知无线电网络的安全性能研究 13
1.5 无线信道中的衰落与分集技术 14
1.5.1 衰落 14
1.5.2 分集技术 17
1.6 本书章节安排 17
第2章 广义衰落信道 Wyner 模型的物理层安全性能分析 19
2.1 引言 19
2.2 GG 信道 Wyner 模型的物理层安全性能分析 19
2.2.1 信噪比统计规律 19
2.2.2 物理层安全性能分析 20
2.2.3 仿真结果 23
2.3 GK 信道 Wyner 模型的物理层安全性能分析 27
2.3.1 信噪比统计规律 27
2.3.2 直接法分析物理层安全性能 28
2.3.3 使用 MG 分布近似分析安全性能 29
2.3.4 仿真结果 31
2.4 GK 信道多天线 Wyner 模型的物理层安全性能分析 33
2.4.1 系统模型 33
2.4.2 方法一：基于 GK 分布 34
2.4.3 方法二：基于 Gamma 分布 34
2.4.4 方法三：基于 MG 分布 36
2.4.5 仿真结果 40
2.5 小结 44
第3章 DF 协作系统的安全性能分析 45
3.1 引言 45
3.2 系统模型 45
3.3 SOP 性能分析 46
3.3.1 ORS 方案 47
3.3.2 SRS 方案 47
3.4 SOP 的渐近分析 48
3.4.1 ORS 方案 49
3.4.2 SRS 方案 49
3.5 仿真结果 50
3.6 小结 52
第4章 Underlay 认知网络的物理层安全性能分析 53
4.1 引言 53
4.2 多天线 Underlay 认知网络的物理层安全性能分析 53
4.2.1 系统模型 53
4.2.2 SOP 分析 58
4.2.3 SOP 的渐近分析 63
4.2.4 仿真结果 66
4.3 Underlay 协作认知系统的物理层安全性能分析 68
4.3.1 系统模型 68
4.3.2 SOP 分析 71
4.3.3 SOP 的渐近分析 77
4.3.4 仿真结果 79
4.4 基于能量采集多天线 Underlay 认知协作网络的安全性能分析 82
4.4.1 系统模型 82
4.4.2 SOP 分析 85
4.4.3 SOP 的渐近分析 89
4.4.4 仿真结果 92
4.5 小结 95
第5章 RF-FSO 系统安全性能分析 96
5.1 引言 96
5.2 上行 RF-FSO 系统的安全性能分析 96
5.2.1 系统模型 96
5.2.2 FGR 中继策略下物理层安全性能分析 97
5.2.3 VGR 中继策略下物理层安全性能分析 99
5.2.4 仿真结果 102
5.3 上行 RF-FSO 系统非完美 CSI 条件下的安全性能分析 105
5.3.1 系统模型 1 105
5.3.2 FGR 策略下 SOP 分析 108
5.3.3 VGR 策略下 SOP 分析 109
5.3.4 仿真结果 109
5.4 下行 RF-FSO 系统的安全性能分析 114
5.4.1 系统模型 114
5.4.2 SOP 分析 116
5.4.3 SOP 的渐近分析 121
5.4.4 仿真结果 124
5.5 小结 127
第6章 NOMA 系统安全性能分析 128
6.1 引言 128
6.2 MISO-NOMA 系统的安全性能分析 128
6.2.1 系统模型 128
6.2.2 SISO-NOMA 系统的 SOP 分析 130
6.2.3 MISO-NOMA 系统的 SOP 分析 131
6.2.4 SOP 的渐近分析 134
6.2.5 动态功率分配方案 138
6.2.6 仿真结果 140
6.3 MIMO-NOMA 系统的安全性能分析 146
6.3.1 系统模型 146
6.3.2 SOP 分析 149
6.3.3 窃听节点不共谋场景 150
6.3.4 窃听节点共谋场景 150
6.3.5 SOP 的渐近分析 151
6.3.6 动态功率分配策略 152
6.3.7 仿真结果 153
6.4 小结 157
参考文献 158
附录 172