朱耀，朱义君，张水莲，刘永刚

(1. 国家数字交换系统工程技术研究中心，河南 郑州 450002；2. 61580部队，北京 100193)

1 引言

无线通信的广播特性决定了它的不安全性，在通信信号传播范围内的非法接收者很容易获得通信双方的通信内容。众所周知，为了防止通信的消息被非法接收者获得，一般使用应用在数据链路层或更高层的加密技术来对通信数据进行加密处理，这样即使通信信号被非法接收者截获，但由于破译运算的异常复杂性，非法接收者依然无法获得通信的消息。随着计算机运算速度等性能的不断提升，加密数据被非法接收者破译的风险正在逐渐加大。因此，对通信双方来说，采用了加密技术的传统通信方式仍然是不可信任的。针对这种情况有必要在更底层的物理层采取某种方式，使得非法接收者根本无法获得通信的信息，即从信息论的角度来说，使得发射者与非法接收者之间的互信息很小甚至为零，从而最终实现可信通信的目标。

1975年，Wyner从信息论的基本原理出发，研究了有关单天线系统的传输有效性、可靠性和安全性的关系，给出了经典的窃听信道模型[1]。文献[2 ～7]在此模型下，引入了多输入多输出（MIMO）系统安全容量的概念，并推导证明了单用户MIMO系统的完美安全容量是合法接收者与非法接收者分别与发射者之间的互信息之差。文献[2,8]基于信道广义奇异值分解（GSVD），将发射者和合法接收者之间的信道和发射者与非法接收者之间的信道同时转化为并行子信道，进而简化了单用户MIMO安全容量的求解过程。……