胡甜甜 熊 俊 马东堂 张晓瀛

(国防科技大学电子科学学院，湖南长沙 410073)

1 引言

由于无线传输的开放性特点，认知通信系统与其他无线通信系统一样，容易受到窃听和截获的安全威胁。近年来物理层安全技术利用多天线系统的信道差异性、互易性等特性和波束成形、天线选择和协作干扰等策略来增强网络的安全性受到了广泛的关注[1-2]。其中波束成形技术在提高主信道质量的同时可以削弱窃听信道的质量，是最有效地提高保密能力的方法。波束成形设计取决于系统信道状态信息的获取，CSI的准确性不仅决定了保密性能，而且还影响性能度量。文献[3]中针对发送端获取信道状态信息的完备性，研究了不同类型CSI的波束成形设计，当发送端已知系统瞬时信道状态信息时，文献[4]给出了MIMO高斯窃听信道的保密容量，当发送端已知系统的统计信道状态信息时，文献[5]和[6]分别从遍历保密容量和安全中断概率的角度对系统进行研究和分析。

近年来，有研究学者从不同角度研究了认知网络中的物理层安全传输问题[7-12]。其中，文献[7]从信息论角度对多天线认知无线电系统保密传输速率最大化和天线数的关系进行了探究。文献[8]考虑了认知无线网络中保密传输速率的输入信号方差设计问题，其中系统模型假定为一个单天线主用户和一个单天线窃听者的多输入单输出(multiple-input single-output，MISO)认知无线网络。通过在MISO认知系统中添加人工噪声(Artificial Noise，AN)，文献[9]以次用户接收端的安全速率最大(Secrecy Rate Maximization，SRM)为目标利用波束成形技术来增强窃听端的噪声从而降低窃听用户对保密信息的窃取。……