無線通信物理層安全技術原理與應用
黃開枝,金梁,鐘州
- 出版商: 電子工業
- 出版日期: 2026-05-01
- 售價: $354
- 語言: 簡體中文
- 頁數: 188
- ISBN: 7121526832
- ISBN-13: 9787121526831
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商品描述
物理層安全技術從電磁波傳播的機理出發，利用信道特征的差異在信號層面設計與位置強關聯的安全傳輸機制，為解決電磁波傳播的開放性帶來的“內源性”安全威脅提供了新的技術思路和防護手段。因此，本書聚焦於物理層安全技術，深入剖析了基於信道特征的物理層安全技術的基礎理論知識與應用驗證情況，重點介紹了物理層安全傳輸與編碼、物理層密鑰生成與加密、物理層安全認證及多天線隱蔽通信等關鍵技術與方法，分析了智能超表面賦能物理層安全的機理與方案，並結合6G的特點對物理層安全技術的發展前景進行了展望和分析。本書可為從事無線通信安全研究的科研人員與工程師提供重要參考。
目錄大綱
第1章 無線物理層安全概述 1
1.1 引言 1
1.2 香農完美安全 1
1.3 物理層安全研究方向 2
1.3.1 物理層安全傳輸 2
1.3.2 物理層密鑰生成 3
1.3.3 物理層安全編碼 5
1.3.4 物理層安全認證 6
1.3.5 物理層隱蔽通信 6
1.4 無線信道特性及經典竊聽
信道模型 8
1.4.1 無線信道特性 8
1.4.2 經典竊聽信道模型 9
1.5 物理層安全性能評價指標 12
1.5.1 物理層安全傳輸性能
評價指標 12
1.5.2 物理層密鑰生成性能
評價指標 13
1.5.3 物理層安全編碼性能
評價指標 14
1.5.4 物理層安全認證性能
評價指標 15
1.5.5 物理層隱蔽通信性能
評價指標 16
1.6 小結 18
第2章 物理層安全傳輸與編碼 19
2.1 引言 19
2.2 物理層安全傳輸理論和模型 19
2.3 多天線物理層安全預編碼和
人工噪聲技術 21
2.3.1 系統模型 21
2.3.2 方案設計 22
2.3.3 性能分析 24
2.3.4 仿真驗證 28
2.4 非理想條件下的物理層安全
傳輸技術 30
2.4.1 誤差模型 30
2.4.2 方案設計 33
2.4.3 性能分析 35
2.4.4 仿真驗證 36
2.5 物理層安全編碼理論與典型技術 39
2.5.1 編碼模型 39
2.5.2 理論基礎 40
2.5.3 典型技術 41
2.5.4 性能分析 49
2.5.5 仿真驗證 53
2.6 小結 55
第3章 基於信道指紋的物理層密鑰生成與
加密 56
3.1 引言 56
3.2 基於無協商密鑰的等效加擾方案 56
3.2.1 信道模型 56
3.2.2 方案設計 57
3.2.3 性能分析 59
3.2.4 仿真驗證 65
3.3 基於無協商信道信息的星座圖
加密方案 66
3.3.1 系統模型 67
3.3.2 方案設計 69
3.3.3 性能分析 71
3.3.4 仿真驗證 74
3.4 小結 75
第4章 基於無線信道指紋的物理層
安全認證 76
4.1 引言 76
4.2 基於無線信道密鑰的無條件
認證方案 76
4.2.1 系統模型 77
4.2.2 方案設計 77
4.2.3 性能分析 79
4.3 基於無線信道密鑰的通信-
認證一體化設計方案 86
4.3.1 問題分析 87
4.3.2 方案設計 88
4.3.3 性能分析 90
4.3.4 仿真驗證 92
4.4 小結 98
第5章 基於無線環境差異的多天線
隱蔽通信 99
5.1 引言 99
5.2 基於公開通信掩體的多天線
隱蔽通信方案 99
5.2.1 系統模型 99
5.2.2 方案設計 100
5.2.3 性能分析 102
5.2.4 仿真驗證 113
5.3 基於噪聲不確定性的多天線
隱蔽通信方案 114
5.3.1 系統模型 114
5.3.2 方案設計 115
5.3.3 性能分析 116
5.3.4 仿真驗證 120
5.4 基於隨機跳徑的多天線隱蔽
通信方案 121
5.4.1 系統模型 121
5.4.2 方案設計 123
5.4.3 隱蔽性能分析 124
5.4.4 速率性能分析 129
5.4.5 仿真驗證 133
5.5 小結 136
第6章 智能超表面賦能物理層安全 137
6.1 引言 137
6.2 RIS的基礎原理與安全賦能
機理 137
6.2.1 RIS的基本結構 137
6.2.2 RIS的工作原理 138
6.2.3 RIS賦能物理層安全的
機理分析 138
6.3 RIS賦能的物理層安全傳輸
方案 139
6.3.1 系統模型 139
6.3.2 方案設計 140
6.3.3 性能分析 140
6.3.4 仿真驗證 143
6.4 離散相移RIS輔助的高速物理層
密鑰生成方案 145
6.4.1 系統模型 145
6.4.2 方案設計 147
6.4.3 性能分析 148
6.4.4 仿真驗證 156
6.5 靜態環境下基於RIS天線的通信
安全聯合設計方案 158
6.5.1 系統模型 158
6.5.2 方案設計 159
6.5.3 性能分析 163
6.5.4 仿真驗證 165
6.6 小結 168
第7章 物理層安全應用淺析及展望 169
7.1 引言 169
7.2 物理層安全試驗驗證情況 169
7.2.1 5G無線接入網安全通信
系統 169
7.2.2 基於LoRa的物聯網安全
通信與控制系統 170
7.2.3 無線自組網安全通信
系統 172
7.2.4 基於RIS的無線安全增強
傳輸通信系統 174
7.3 物理層安全在6G空口中的應用
展望 177
7.3.1 超高吞吐量通信場景 177
7.3.2 超大規模連接場景 178
7.3.3 極高可靠低時延場景 178
7.3.4 通感一體化場景 178
7.3.5 空天地一體化場景 179
7.4 小結 179
縮略詞 180
