在开放的无线传播环境中，通信信号容易被窃听、干扰甚至定位跟踪。隐蔽通信作为物理层安全的重要研究方向，通过隐藏通信存在性，为无线通信安全提供了新的技术路径。本书围绕无线隐蔽通信中的对抗问题，系统构建了以博弈理论为核心的分析与优化框架。全书从无线通信安全与物理层安全的基本理论出发，介绍隐蔽通信的威胁模型、信道特性及关键技术进展，并建立无线隐蔽通信博弈对抗模型。在此基础上，系统研究完全信息与不完全信息环境下通信方与检测方之间的策略博弈问题，重点分析无人机辅助隐蔽通信场景中的对抗机制与策略优化方法。同时，本书引入契约理论、拍卖理论等机制设计方法，研究多参与方系统中的资源分配与激励问题，并进一步探讨动态对抗环境下的无人机位置优化与智能反射面辅助隐蔽通信联合优化问题。
样章试读
目录
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第1章 无线隐蔽通信概述 1
1.1 无线通信安全 1
1.1.1 无线通信威胁模型与攻击类型 1
1.1.2 传统无线安全机制及其局限性 8
1.2 物理层安全 11
1.2.1 物理层安全的理论基础 11
1.2.2 物理层安全关键技术 12
1.2.3 物理层安全的优势与应用场景 14
1.3 无线隐蔽通信与信息隐藏 16
1.3.1 信息隐藏基本概念与数学框架 16
1.3.2 无线隐蔽通信：电磁波中的信息隐藏 17
1.4 无线隐蔽通信理论与技术进展 20
1.4.1 隐蔽通信的信息论基础 20
1.4.2 无线隐蔽通信关键技术进展 23
1.5 无线隐蔽通信应用 26
1.5.1 战术隐蔽通信 26
1.5.2 海空天隐蔽通信 28
1.5.3 特种应用通信 31
1.6 本书内容与安排 34
1.6.1 本书内容 34
1.6.2 本书结构安排 35
第2章 无线隐蔽通信博弈对抗模型 37
2.1 无线隐蔽通信模型 37
2.1.1 标准隐蔽通信模型 37
2.1.2 扩展隐蔽通信模型 38
2.2 无线信道类型及其影响 42
2.2.1 信道建模的理论基础 43
2.2.2 信道分类与特征分析 44
2.2.3 典型信道模型及其数学描述 46
2.2.4 信道特性对隐蔽通信的影响机制 48
2.3 隐蔽通信的博弈对抗模型 50
2.3.1 隐蔽通信主要敌手行为 50
2.3.2 隐蔽通信的博弈对抗基本模型 56
2.3.3 隐蔽通信的博弈对抗扩展模型 59
2.4 通信方对抗优化问题 73
2.4.1 策略优化的目标与约束分析 73
2.4.2 时域优化问题 76
2.4.3 频域优化问题 77
2.4.4 空域优化问题 78
2.4.5 功率域优化问题 79
2.4.6 调制域优化问题 80
2.4.7 编码域优化问题 82
2.5 本章小结 83
第3章 完全信息框架下无人机辅助干扰的隐蔽通信博弈 84
3.1 系统模型搭建 85
3.1.1 Willie的隐蔽性约束分析 87
3.1.2 Bob的可靠性约束分析 91
3.2 隐蔽通信方和检测方之间的纳什均衡策略分析 92
3.2.1 隐蔽通信方和检测方之间的纯纳什均衡策略求解 93
3.2.2 隐蔽通信方和检测方之间的混合纳什均衡策略求解 95
3.3 仿真验证及分析 96
3.3.1 无人机测试平台的搭建 96
3.3.2 仿真结果分析 98
3.4 本章小结 105
第4章 完全信息框架下无人机辅助检测的隐蔽通信博弈 106
4.1 系统模型搭建 107
4.1.1 Willie的隐蔽性约束分析 110
4.1.2 Bob的可靠性约束分析 113
4.2 检测方和隐蔽通信方之间的纳什均衡策略分析 115
4.2.1 检测方和隐蔽通信方之间的纯纳什均衡策略求解 115
4.2.2 检测方和隐蔽通信方之间的混合纳什均衡策略求解 117
4.3 仿真验证及分析 118
4.3.1 无人机测试平台的搭建 119
4.3.2 仿真结果分析 120
4.4 本章小结 129
第5章 不完全信息框架下无人机辅助隐蔽通信博弈 130
5.1 系统模型与博弈建模 130
5.1.1 系统架构与基本假设 130
5.1.2 检测方Willie在不同场景中的最优检测阈值分析 136
5.1.3 接收方Bob在不同情况下的隐蔽吞吐量分析 140
5.1.4 无人机辅助隐蔽通信博弈策略定义 142
5.2 最优贝叶斯纳什均衡策略分析 144
5.2.1 隐蔽通信方收益求解 144
5.2.2 检测方收益求解 145
5.3 仿真验证及分析 149
5.3.1 无人机测试平台的搭建 149
5.3.2 仿真结果分析 153
5.4 本章小结 161
第6章 不完全信息框架下基于契约理论的隐蔽通信博弈 162
6.1 契约激励机制原理及模型构建 163
6.1.1 Willie监测模型 164
6.1.2 隐蔽通信容量模型 165
6.1.3 UPU轨迹优化模型 166
6.1.4 UPU收益模型 167
6.1.5 Alice收益模型 167
6.2 契约激励模型问题的优化 168
6.2.1 飞行轨迹优化 168
6.2.2 契约可行性条件的优化 169
6.2.3 目标函数的优化 171
6.2.4 实际应用 175
6.3 仿真结果及分析 176
6.3.1 轨迹优化仿真 176
6.3.2 契约可行性仿真 177
6.4 本章小结 185
第7章 不完全信息框架下基于拍卖理论的隐蔽通信博弈 186
7.1 系统模型 186
7.2 反向VCG拍卖算法 189
7.3 第二价格密封拍卖算法 190
7.4 仿真结果与分析 192
7.5 本章小结 197
第8章 不完全信息框架下基于联邦云的隐蔽通信博弈 198
8.1 系统模型 199
8.2 系统通信资源成本和联邦云估值 202
8.2.1 车载传感器的通信资源成本 202
8.2.2 RSU的通信资源成本 203
8.2.3 联邦云的估值 203
8.3 问题表述 204
8.4 单向匹配逆向拍卖 205
8.4.1 机制设计 205
8.4.2 分配规则 206
8.4.3 通信资源分配 206
8.5 仿真分析 207
8.5.1 仿真设置 207
8.5.2 仿真结果 208
8.6 本章小结 211
第9章 动态对抗环境下无人机隐蔽通信位置优化 212
9.1 系统模型 212
9.1.1 隐蔽通信模型 212
9.1.2 检测过程 214
9.2 检测性能分析 215
9.2.1 误检概率 215
9.2.2 漏检概率 216
9.2.3 最优总错误概率 216
9.3 隐蔽通信场景设计 217
9.3.1 目标函数 217
9.3.2 隐蔽传输速率分析 218
9.3.3 无人机位置优化 219
9.4 数值结果 221
9.5 本章小结 225
第10章 分段式智能反射面辅助隐蔽通信联合优化 226
10.1 系统模型 226
10.1.1 系统描述 226
10.1.2 信号模型 228
10.1.3 隐蔽约束 229
10.2 问题建模与子问题分解 230
10.2.1 子问题 1：发射波束成形优化 231
10.2.2 子问题 2：相位配置优化 231
10.2.3 子问题 3：分段矩阵优化 232
10.3 整体算法及其分析 232
10.3.1 整体算法 232
10.3.2 收敛性分析 233
10.3.3 计算复杂度分析 236
10.4 仿真验证与分析 236
10.4.1 仿真设置 236
10.4.2 收敛性能分析 237
10.4.3 传输功率影响分析 237
10.4.4 天线数量影响分析 238
10.4.5 路径损耗影响分析 239
10.4.6 隐蔽阈值影响分析 239
10.4.7 分段设计指导结论 239
10.5 本章小结 240
第11章 总结与展望 242
11.1 内容回顾与理论洞见 242
11.1.1 理论基础与框架构建 242
11.1.2 完全信息博弈理论 242
11.1.3 不完全信息博弈与机制设计 243
11.1.4 隐蔽通信优化理论 243
11.1.5 核心理论洞见 243
11.2 技术发展与未来研究 244
11.2.1 博弈理论与智能化技术的融合 244
11.2.2 动态博弈与在线优化方法 245
11.2.3 多层级博弈与跨域优化 246
11.2.4 大规模网络中的博弈分析 246
11.3 结语 247
参考文献 248
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