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5G及未来的灵活认知无线电接入技术：NOMA系统的物理层安全

在当今的通信领域，随着5G及未来通信技术的发展，物理层安全（PLS）在非正交多址接入（NOMA）系统中的应用变得愈发重要。本文将深入探讨NOMA系统中PLS的相关概念、指标以及不同天线配置下的研究进展。

1. 物理层安全基础概念

• 弱保密：弱保密要求当码字长度趋近于无穷大时，泄露给窃听者的信息速率消失。其数学表达式为：
  [
  \lim_{n \to \infty} \frac{1}{n}I(M; Z_n) = 0
  ]
• 指标
  • 遍历保密容量：对于编码消息跨越足够多信道实现以体现衰落信道遍历特性的系统，遍历保密容量是在信息论保密约束下的容量极限。
    • 单窃听衰落信道实现的保密容量：
      [
      C_s = [C_M - C_E]^+
      ]
      其中([x]^+ = \max(x, 0))，瞬时合法容量(C_M = \log_2(1 + \gamma_M))，瞬时窃听容量(C_E = \log_2(1 + \gamma_E))，(\gamma_M = \frac{P|h_M|^2}{\delta_M})和(\gamma_E = \frac{P|h_E|^2}{\delta_E})为瞬时接收信噪比，(P)为发射功率，(h_M)为合法信道，(h_E)为窃听信道，(\delta_M)和(\delta_E)为接收机噪声方差。
    • 考虑发射机处可用信道状态信