多天线无线传感器移动通信网络的物理层安全性能∗
2019-03-26徐凌伟廖建庆肖建辉
王 涵,徐凌伟,廖建庆,肖建辉
(1.宜春学院物理科学与工程技术学院,江西宜春336000;2.青岛科技大学信息科学技术学院,山东青岛266061)
近年来,随着无线通信、传感器技术、嵌入式应用和微电子技术的发展,促使国内外工业和学术界广泛的研究无线传感器网络[1-3]。伴随着移动物联网技术的发展[4-6],尤其低功耗大连接和低时延高可靠业务,促进了移动通信技术的发展。但是现在4G网络的传输速度并不能实现真正的“万物互联”,无法解决海量无线通信需求,这促进了第五代移动通信技术的发展。第五代移动通信系统支持高达10 Gbyte/s的数据传输速度,同时支持多种不同场景的通信,可以实现真正的“万物互联”[7-8]。
但是由于完全开放的信道,无线传感器通信网络的物理层安全研究非常复杂,是一个亟待解决的关键问题[9-10]。国内外学术界在各个方面对物理层安全技术展开了分析研究[11-13]。
多天线技术是一种提高通信安全性能的有效方法。苏格兰爱丁堡大学的Sarkar M Z I等人研究了在Rayleigh信道下多天线系统的安全通信[14]。在Rayleigh信道下,巴西联邦理工大学Alves H等人研究了多天线系统的安全中断概率SOP(Secrecy Outage Probability)的闭式解析表示式[15]。在此基础上,存在多个窃听节点时,可使用发送天线选择TAS(Transmit Antenna Selection)策略,Alves H等人研究了该策略系统ASC、SOP和PNSC的闭式表达式[16]。针对被动窃听场景,采用TAS策略,澳大利亚国立大学的Yang N等人研究了多天线系统的SOP的准确和近似表达式[17]。北京邮电大学的李娜等人研究了基于Rayleigh信道的多用户MIMO系统的保密传输性能,推导了遍历保密速率的闭合表达式[18]。……
