無線物理層安全建模與性能分析

目錄
第1章 概述 1
1.1 無線通信系統(tǒng)的安全問題 1
1.2 物理層安全理論基礎 2
1.3 物理層安全的性能指標 3
1.3.1 平均安全容量 4
1.3.2 安全中斷概率 4
1.3.3 非零安全中斷概率和攔截概率 5
1.3.4 有效安全吞吐量 6
1.4 物理層安全性能分析理論的研究現狀 6
1.4.1 Wyner 模型的安全性能研究 6
1.4.2 多天線系統(tǒng)的安全性能研究 6
1.4.3 協作系統(tǒng)的安全性能研究 9
1.4.4 認知無線電網絡的安全性能研究 13
1.5 無線信道中的衰落與分集技術 14
1.5.1 衰落 14
1.5.2 分集技術 17
1.6 本書章節(jié)安排 17
第2章 廣義衰落信道 Wyner 模型的物理層安全性能分析 19
2.1 引言 19
2.2 GG 信道 Wyner 模型的物理層安全性能分析 19
2.2.1 信噪比統(tǒng)計規(guī)律 19
2.2.2 物理層安全性能分析 20
2.2.3 仿真結果 23
2.3 GK 信道 Wyner 模型的物理層安全性能分析 27
2.3.1 信噪比統(tǒng)計規(guī)律 27
2.3.2 直接法分析物理層安全性能 28
2.3.3 使用 MG 分布近似分析安全性能 29
2.3.4 仿真結果 31
2.4 GK 信道多天線 Wyner 模型的物理層安全性能分析 33
2.4.1 系統(tǒng)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 仿真結果 40
2.5 小結 44
第3章 DF 協作系統(tǒng)的安全性能分析 45
3.1 引言 45
3.2 系統(tǒng)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 的漸近分析 48
3.4.1 ORS 方案 49
3.4.2 SRS 方案 49
3.5 仿真結果 50
3.6 小結 52
第4章 Underlay 認知網絡的物理層安全性能分析 53
4.1 引言 53
4.2 多天線 Underlay 認知網絡的物理層安全性能分析 53
4.2.1 系統(tǒng)模型 53
4.2.2 SOP 分析 58
4.2.3 SOP 的漸近分析 63
4.2.4 仿真結果 66
4.3 Underlay 協作認知系統(tǒng)的物理層安全性能分析 68
4.3.1 系統(tǒng)模型 68
4.3.2 SOP 分析 71
4.3.3 SOP 的漸近分析 77
4.3.4 仿真結果 79
4.4 基于能量采集多天線 Underlay 認知協作網絡的安全性能分析 82
4.4.1 系統(tǒng)模型 82
4.4.2 SOP 分析 85
4.4.3 SOP 的漸近分析 89
4.4.4 仿真結果 92
4.5 小結 95
第5章 RF-FSO 系統(tǒng)安全性能分析 96
5.1 引言 96
5.2 上行 RF-FSO 系統(tǒng)的安全性能分析 96
5.2.1 系統(tǒng)模型 96
5.2.2 FGR 中繼策略下物理層安全性能分析 97
5.2.3 VGR 中繼策略下物理層安全性能分析 99
5.2.4 仿真結果 102
5.3 上行 RF-FSO 系統(tǒng)非完美 CSI 條件下的安全性能分析 105
5.3.1 系統(tǒng)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 仿真結果 109
5.4 下行 RF-FSO 系統(tǒng)的安全性能分析 114
5.4.1 系統(tǒng)模型 114
5.4.2 SOP 分析 116
5.4.3 SOP 的漸近分析 121
5.4.4 仿真結果 124
5.5 小結 127
第6章 NOMA 系統(tǒng)安全性能分析 128
6.1 引言 128
6.2 MISO-NOMA 系統(tǒng)的安全性能分析 128
6.2.1 系統(tǒng)模型 128
6.2.2 SISO-NOMA 系統(tǒng)的 SOP 分析 130
6.2.3 MISO-NOMA 系統(tǒng)的 SOP 分析 131
6.2.4 SOP 的漸近分析 134
6.2.5 動態(tài)功率分配方案 138
6.2.6 仿真結果 140
6.3 MIMO-NOMA 系統(tǒng)的安全性能分析 146
6.3.1 系統(tǒng)模型 146
6.3.2 SOP 分析 149
6.3.3 竊聽節(jié)點不共謀場景 150
6.3.4 竊聽節(jié)點共謀場景 150
6.3.5 SOP 的漸近分析 151
6.3.6 動態(tài)功率分配策略 152
6.3.7 仿真結果 153
6.4 小結 157
參考文獻 158
附錄 172