摘要
随着5G基站在全球大规模部署，6G研究浪潮已席卷而来。6G愿景逐渐擘画，研究技术路线愈发清晰。随处可见的热点区域通信将是6G网络的特点所在，采用超密集组网技术满足热点区域通信需求的同时，也带来了严重的通信安全问题。为此，本论文主要针对6G热点区域通信中超密集组网及其物理层安全设计进行了研究。具体工作如下： 首先，面向6G网络中的热点区域场景(火车站、商场、体育馆等)，构建了一个由宏基站、微基站和端到端(DeviceToDevice,D2D)通信组成的多层超密集异构网络。由于蜂窝网络用户设备(UserEquipment,UE)和D2D用户工作在同一频段，采用随机几何理论对UE和基站的部署进行建模。针对网络中存在的多类型UE问题，基于簇思想将UE划分为簇内UE和簇外UE。采用共信道频谱共享和正交频谱思想对网络中的频谱资源进行管理，以降低超密集网络系统干扰。针对网络密集化部署引起的系统通信安全问题，提出了全双工D2D-Rx干扰方案。 其次，研究了超密集异构网络中D2D网络的系统性能。对D2D-Rx接收机受到的系统干扰进行建模，评估了该模型中D2D-Tx发射机覆盖和通信安全。验证了全双工D2D-Rx接收机辅助通信对D2D网络系统安全性能的提升。仿真结果表明，在D2D-Tx发射功率一定的情况下，随着簇半径的增大，D2D覆盖中断概率增大。同时，采用全双工D2D-Rx可以有效改善系统通信安全。 最后，详细研究了蜂窝网络的系统性能。针对热点区域通信场景，设计了蜂窝网络UE和基站级联方案，并对该方案进行建模。根据所构建的模型，评估分析了蜂窝系统覆盖和通信安全。针对多窃听者存在的被动窃听场景，采用全双工D2D-Rx干扰方案。仿真结果表明，该方案在提升系统吞吐量的同时有效提升了蜂窝系统的通信安全。
NETL