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近年来,为了实现更安全的信息传输和更高的频谱资源利用率,面向全双工(Full-duplex,FD)物理层安全的预编码技术被提出并研究。全双工通信技术可实现同时同频收发信息,基于物理层安全的预编码技术主要利用无线信道的特性实现通信系统的安全性,所以系统的安全性与信道状态信息(Channel State Information,CSI)密切相关。在实际的通信系统中,很多原因都会造成非精确的CSI。在非精确CSI的情况下,非鲁棒性预编码方案很难满足系统的安全性,因此研究非精确CSI下的鲁棒性预编码方案具有重要意义。本文针对全双工双向安全传输模型,以保密传输为准则,优化设计收发信机结构,探索在双向全双工传输模式下的物理层安全性能极限。具体研究内容如下:(1)考虑在精确CSI信道条件下,针对传统预编码方案计算复杂度高的难题,本文提出了两种低复杂度的预编码方案。一种是首先根据子凸问题的对偶问题(Dual Problem,DP)得到半闭合解,然后证明该算法的收敛性;另一种是首先采用迫零(Zero-Forcing,ZF)算法消除自干扰,获得次优的预编码方案。仿真表明,两种全双工预编码方案性能远优于半双工的预编码方案。(2)考虑在有界CSI误差模型下,设计具有对抗CSI误差的鲁棒性预编码方案。由于鲁棒保密传输容量的优化问题均是非凸的,不易解决,本文提出了两种鲁棒性预编码方案。当窃听信道误差为确定性有界CSI误差模型时,和窃听信道协方差的误差为确定性有界CSI误差模型时,本文通过转化含有误差的约束条件和凸差(Difference-of-Convex,DC)规划将非凸问题转为一系列凸优化问题。仿真结果表明,两种鲁棒性预编码算法均满足收敛性;当信道存在误差时,鲁棒性预编码方案优于非鲁棒性预编码方案。(3)考虑在随机CSI误差模型下,设计具有对抗随机误差的鲁棒性预编码方案。现有随机误差模型通常假定精确已知误差的分布函数,但在物理层安全应用中,该假设很难满足。本文考虑了一种基于二阶矩的统计CSI误差模型,该模型仅依赖于误差均值和方差,无需已知完整的误差分布函数,因而对误差分布函数具有鲁棒性。针对统计CSI误差模型,本文提出了三种鲁棒性预编码方案。当仅已知窃听信道误差的均值和方差,未知具体分布时,方案一采用马尔科夫(Markov)不等式近似转化概率约束条件,方案二将概率约束条件进行等价的转换。当窃听信道均值和二阶矩存在不确定度,且未知具体分布时,将概率约束条件进行保守的估计。仿真分析结果表明三种算法均具有收敛性和鲁棒性。