异构密集无线网络的安全容量研究

该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：61501057）。

该项目针对异构密集无线网络的安全问题，从信息论的角度出发，研究网络安全容量建模和物理层安全传输技术。通过对基站多样性、用户随机性、干扰复杂性、信道衰落性的刻画，分析并推导安全性能的理论表达式。在此基础上，利用多小区、多用户、多天线之间的全协作技术，研究空时频等多维资源联合优化的增强物理层安全传输技术，为未来异构网络的安全部署提供理论指导和参考依据。

研究内容如下：

1. 异构密集网络的安全建模及容量分析。
2. 异构密集网络的物理层安全传输技术。
3. 物理层安全传输技术的资源管理方案。

针对上述研究内容，推导了非均匀异构网络的安全覆盖和安全速率性能，给出协作干扰场景中多输入单输出单窃听多协作模型下的系统可达保密容量表达式；针对中继随机部署的异构网络，给出提升安全传输能力的中继选择方案，并设计了一种不可信中继安全协能传输的功率与时隙分割传输方案；针对协作传输场景，研究了基于最大安全速率与最佳功率分配的安全传输技术，并提出一种支持安全移动的小区切换策略，给出优化的跨层基站选择方案；

进一步结合5G物理层关键技术，分析合法用户共享密钥的窃听信道下可达安全容量的极化编码方案，研究了全双工主动窃听场景的人工噪声与有用信号功率分配策略。

该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：61501057）。

该项目针对异构密集无线网络的安全问题，从信息论的角度出发，研究网络安全容量建模和物理层安全传输技术，通过对基站多样性、用户随机性、干扰复杂性、信道衰落性的刻画，分析并推导安全性能的理论表达式，并在此基础上利用多小区、多用户、多天线之间的全协作技术，研究空时频等多维资源联合优化的增强物理层安全传输技术，为未来异构网络的安全部署提供理论指导和参考依据。研究研究内容如下：

1. 异构密集网络的安全建模及容量分析。

2. 异构密集网络的物理层安全传输技术。

3. 物理层安全传输技术的资源管理方案。

针对上述研究内容，推导了非均匀异构网络的安全覆盖和安全速率性能，给出协作干扰场景中多输入单输出单窃听多协作模型下的系统可达保密容量表达式；针对中继随机部署的异构网络，给出提升安全传输能力的中继选择方案，并设计了一种不可信中继安全协能传输的功率与时隙分割传输方案；针对协作传输场景，研究了基于最大安全速率与最佳功率分配的安全传输技术，并提出一种支持安全移动的小区切换策略，给出优化的跨层基站选择方案； 进一步结合 5G 物理层关键技术，分析合法用户共享密钥的窃听信道下可达安全容量的极化编码方案，研究了全双工主动窃听场景的人工噪声与有用信号功率分配策略。