Signal Processing Approaches to Secure Physical Layer Communications in Multi-Antenna Wireless Systems

این کتاب روش‌های مختلف پردازش سیگنال را برای افزایش محرمانگی لایه فیزیکی در سیستم‌های بی‌سیم چند آنتنی معرفی می‌کند. پنهان‌کاری لایه فیزیکی بی‌سیم در سال‌های اخیر به دلیل ماهیت پخش رسانه بی‌سیم و آسیب‌پذیری ذاتی آن در برابر شنود توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در حالی که اکثر مقالات در مورد رازداری لایه فیزیکی بر جنبه نظری اطلاعات تمرکز دارند، ما به طور خاص بر روی جنبه‌های پردازش سیگنال، از جمله تکنیک‌های شکل‌دهی پرتو و پیش‌کدگذاری برای انتقال داده و طرح‌های آموزشی تبعیض‌آمیز برای تخمین کانال تمرکز می‌کنیم. بحث‌ها مواردی را با آنتن‌های هم‌زمان و توزیع‌شده، یعنی رله‌ها، پوشش خواهند داد. موضوعات تحت پوشش برای محققان در جامعه پردازش سیگنال و همچنین برای پزشکان و مهندسان شاغل در این زمینه مورد علاقه خواهد بود. این کتاب همچنین به بررسی آثار اخیری می‌پردازد که این رویکردهای پردازش سیگنال را در سیستم‌های بی‌سیم پیشرفته‌تر، مانند سیستم‌های OFDM، سیستم‌های چند سلولی، رادیو شناختی، شبکه‌های چند هاپ و غیره اعمال می‌کنند. جهت ها.
این کتاب به سه بخش تقسیم می شود: (1) انتقال داده، (2) تخمین کانال و (iii) برنامه های کاربردی پیشرفته. با وجود اینکه آثار زیادی در این زمینه در ادبیات وجود دارد، رویکردها و دیدگاه‌های اتخاذ شده تا حد زیادی متنوع بودند. این کتاب دید سازمان یافته و منظم تری از این طرح ها ارائه می دهد و پایه ای محکم برای کار آینده در این زمینه ها ایجاد می کند. علاوه بر این، با ارائه کار از منظر پردازش سیگنال، این کتاب همچنین علاقه تحقیقاتی بیشتری را از جامعه پردازش سیگنال ایجاد می‌کند و زمینه رازداری لایه فیزیکی را در امتداد جهت‌های توصیف‌شده پیش می‌برد.
این کتاب به خوانندگان این امکان را می دهد تا درک اولیه ای از آثار مربوط به رازداری لایه فیزیکی، دانش نحوه استفاده از تکنیک های پردازش سیگنال در این زمینه و کاربرد این تکنیک ها در برنامه های کاربردی بی سیم پیشرفته را به دست آورند.

This book introduces various signal processing approaches to enhance physical layer secrecy in multi-antenna wireless systems. Wireless physical layer secrecy has attracted much attention in recent years due to the broadcast nature of the wireless medium and its inherent vulnerability to eavesdropping. While most articles on physical layer secrecy focus on the information-theoretic aspect, we focus specifically on the signal processing aspects, including beamforming and precoding techniques for data transmission and discriminatory training schemes for channel estimation. The discussions will cover cases with collocated and with distributed antennas, i.e., relays. The topics covered will be of interest to researchers in the signal processing community as well to practitioners and engineers working in this area. This book will also review recent works that apply these signal processing approaches to more advanced wireless systems, such as OFDM systems, multicell systems, cognitive radio, multihop networks etc. This will draw interest from researchers that wish to pursue the topic further in these new directions.
This book is divided into three parts: (i) data transmission, (ii) channel estimation and (iii) advanced applications. Even though many works exist in the literature on these topics, the approaches and perspectives taken were largely diverse. This book provides a more organized and systematic view of these designs and to lay a solid foundation for future work in these areas. Moreover, by presenting the work from a signal processing perspective, this book will also trigger more research interest from the signal processing community and further advance the field of physical layer secrecy along the described directions.
This book allows readers to gain basic understanding of works on physical layer secrecy, knowledge of how signal processing techniques can be applied to this area, and the application of these techniques in advanced wireless applications.