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全双工无线供能物联网的物理层安全性能分析
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面对干扰和窃听，传统的安全信息传输大都基于密钥加密的方法，在面向动态变化无线网络环境时会产生对称性密码系统的密钥分配、非对称性密码系统的高计算复杂度等问题。而快速增长的无线业务流量和物联网类型的海量设备接入，会引起计算复杂度的进一步提升和能量开销的激增。针对此问题，提出一种基于物理层安全技术的全双工无线供能物联网的安全通信方法，利用噪声和无线信道随机性来限制窃听者接收信息量。该方法首先基于信息论对全双工无线供能物联网安全容量进行分析，然后根据安全容量的分析模型推导得到了安全中断概率（ SOP）的闭合表达式。最后，考虑到噪声、干扰机干扰、空间互干扰，以及残余自干扰等因素对安全容量的影响，提出一种全双工无线供能物联网安全波束成形方法，该方法通过降低联合干扰来增加发送和接收端的互信息量，提高全双工无线功能物联网的安全容量。通过蒙特卡罗仿真验证了推导结果的准确性，仿真结果表明，在安全容量和SOP指标上，全双工无线供能物联网比传统半双工无线功能物联网有较大性能增益。
物联网作为5G移动通信网络中的一项关键技术，可以提供不同类型设备的互联。考虑到无线通信场景中信息容易被侦听，安全性被认为是未来无线网络中的关键指标，得到了广泛的关注和研究。传统的安全数据传输大都采用密钥进行加密的方法。然而，考虑到物联网设备对计算复杂度和能量开销的约束，物理层安全技术比传统基于加密的安全策略更适用于增强物联网系统的信息安全。
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