雷维嘉，左莉杰，谢显中

（重庆邮电大学 移动通信技术重庆市重点实验室，重庆400065）

0 引 言

安全性是通信系统性能的一个重要方面，表征了通信系统面对人为破坏和威胁时的抵抗能力。由于无线信道的广播特性，无线通信系统的安全性尤为突出。除了采用上层的加密技术外，安全问题也可以通过物理层安全技术来解决。物理层安全的开创性工作始于1949年香农发表的一篇论文［1］，他在对窃听信道模型的分析中，从信息论的角度提出了物理层安全的问题。Leung等［2］分析了高斯窃听信道的保密容量；Csiszár等［3］对香农理论进行扩展，得到了广播信道下的传输加密信息的方法。这两篇文献是物理层安全问题早期研究工作的代表。物理层安全技术的核心是提高主信道的容量，降低窃听信道的容量，这样合法用户在接收到足够的信息用于译码时，窃听用户获得的信息还不能译码，以此保证信息传输的安全性。从信号处理角度，一般通过多发送天线技术［4］，利用无线信道的随机衰落特性获得对合法用户有利的波束赋形来提高物理层安全性，条件是需要获得各节点间的信道状态信息（Channel state information，CSI）。在发送端无多天线时，也可通过协作中继［5－6］构成虚拟的多天线。在许多文献的研究中都假设所有CSI都是已知的［7－11］，这时可以充分利用多天线技术和协作通信技术来改善安全性。然而，所有CSI都可获得是一种理想情况，因此很多文献也对只能获得部分CSI［12－13］时的安全问题进行研究。……