【摘要】：相比上层基于密钥的安全通信技术，由于可以不依赖密钥实现无线媒介上信息的安全交互，因此基于PHY的传输技术不受密钥生成、密钥分发及密钥保存方案的限制。所以，基于PHY的传输技术对实现保密通信的硬件设备要求更小，在数据保密工作方面具有优势。Wyner定义该速率为安全速率，并定义最大可达安全传输速率为安全容量。
物理层安全（PHY）的概念起源于1975年Wyner的奠基性工作，其核心思想是，利用无线信道物理特征（合法信道与非法信道之间的差异性）提供的优势信道来确保通信数据的安全[3]。
相比上层基于密钥的安全通信技术，由于可以不依赖密钥实现无线媒介上信息的安全交互，因此基于PHY的传输技术不受密钥生成、密钥分发及密钥保存方案的限制。所以，基于PHY的传输技术对实现保密通信的硬件设备要求更小，在数据保密工作方面具有优势。此外，由于PHY传输技术与上层设计相对独立，因此可以很好地与现有的基于密钥的安全通信技术共存，作为经典安全体制的重要扩展，提高无线通信系统的安全能力。
Wyner将PHY问题建模成窃听信道模型（如图1-2所示），并指出当窃听信道退化时，总存在一种编码方案，使得发送端以大于0的速率向合法用户传输数据，同时不被非法用户窃听。Wyner定义该速率为安全速率，并定义最大可达安全传输速率为安全容量。随后，PHY传输技术的相关基础研究工作主要围绕如何获得更高的安全速率逐步展开，具体集中在以下两大研究方向：其一，利用多天线、多节点之间的协作等技术获取优势信道，结合信息论分析办法，给出安全容量关于输入信号协方差矩阵的闭合表达式[3]-[8]；其二，在信息论分析的基础上，结合信号处理的分析办法，优化输入信号协方差矩阵的设计[9]-[24]。(www.xing528.com)
图1-2 经典窃听信道模型
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