张勇建,贺玉成,周 林

(1.华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021; 2.华侨大学 厦门市移动多媒体通信重点实验室,福建 厦门 361021)(*通信作者电子邮箱yucheng.he@hqu.edu.cn)

0 引言

由于无线通信的开放性和广播性,用户的信息受到窃听的安全威胁,为了保证用户信息的安全传输,对无线通信系统的安全传输性能要求越来越高。保密通信的安全性主要依赖于上层协议的数据流加密技术来保证,这种方式不仅会增加通信的开销、计算量、复杂度,而且增加了资源消耗以及传输时延等。而物理层安全技术从物理层低层协议确保信息的安全传输,通过充分利用信道动态特性来阻止窃听,从而提高无线通信的安全性。

Wyner[1]首先提出了窃听信道(WireTap Channel, WTC)模型,并证明了当存在一个非零的保密容量,且可靠传输速率小于该保密容量,就能接近完美地保密信息。Csiszár等[2]提出了由源节点、目的节点以及窃听节点构成的离散无记忆信道,证明了非零速率的保密传输。Leung-Yan-Cheong等[3]将Wyner的离散窃听信道模型推广到高斯窃听信道模型,证明了主信道和窃听信道具有不同的容量,进而给出了最大安全传输速率的上界。

近年来协作中继作为热点技术研究之一,能够减轻无线信道的阴影效应及快速衰落效应,有效提升频谱资源利用效率并改善系统中断性能[4-6]。在文献[7]中提出了三种重要的中继选择方案:传统选择(Conventional Selection, CS)、最优选择(Optimal Selection, OS)和次优选择(Suboptimal Selection, SS)。在文献 [8-11]中利用人工加扰方式将友好噪声与有效信息结合在一起发送,不仅能保证信号的完整性,而且不会减弱合法链路。……