面向5G的短包物理层安全通信

作者：冯晨; 王慧明^*

来源：中国科学:信息科学 , 2021, 51(09): 1507-1523.

• 短包通信
• 物理层安全
• 保密中断概率
• 传输方案设计
• 性能评估

无线短包通信是实现海量机器类通信(massive machine type communication, m MTC)和超可靠低延迟通信(ultra-reliable low latency communication, uRLLC)等5G物联网(Internet of Things,IoT)应用的关键技术之一.面向工业物联网、车联网等应用,无线通信的安全问题至关重要.本文从物理层安全角度研究了慢衰落信道下短包通信系统的安全传输.基于安全短包通信信息论结论定义了保密中断概率(secrecy outage probability, SOP),并以SOP约束下的可靠吞吐量作为短包通信系统的安全通信性能指标.在此基础上设计了自适应和非自适应编码传输方案,分别利用合法信道的精确/部分瞬时信道状态信息(channel state information, CSI)进行编码速率设计及传输门限优化以最大化吞吐量,并进一步分析了主要系统参数对最优吞吐量的影响.数值结果验证了传输方案的有效性,并验证了SOP约束下主要系统参数对系统安全传输性能的影响.

• 单位
  西安交通大学