- 文献综述（或调研报告）：
物理层安全背后的关键思想是利用传输信道的内在随机性来保证物理层的安全性。目前有前途的5G技术的物理层安全性研究包括物理层安全编码，大规模MIMO，毫米波通信，异构网络，非正交多址接入技术，全双工技术等[1]。
三种重要的物理层安全编码分别是低密度奇偶校验（LDPC）码、极化码和格形码。对于任意窃听信道，可以通过使用实现窃听者信道容量的LDPC码来实现完全的保密[2]。这一结论提供了用于在一般窃听信道上设计保密传输编码方案的概念构造。就交互信息准则而言，当前的LDPC码设计只能实现特殊BEC模型的弱保密性[3]。为了保密性强，它还要求主通道无噪音。LDPC码已经设计用于高斯窃听信道，而如何对高斯窃听信道等较通用的信道进行低密度LDPC码的设计，以实现弱/强保密，仍然是一个难题。根据BER标准，打孔LDPC码与未打孔的LDPC码相比，能显著减少定义的安全时隙但导致更高的传输功率。可以研究用于MIMO和大规模MIMO系统的LDPC码。大多数当前的极性码设计需要在发射机处获得窃听器的完全信道知识，以实现弱/强保密。如何将极性码设计扩展到更合理的情况，其中只有窃听者的信道分发知识可用于发射机是一个重要的研究问题。这一点也适用于格形码设计[1]。
大规模MIMO能够有效传输海量信息，是5G无线网络的关键技术。在被动窃听者场景中，对于独立同分布Rayleigh衰落信道上的多小区多用户系统的大规模MIMO安全传输，多小区干扰和导频污染会对可实现的电磁保密率产生影响，采用匹配滤波预编码和人工噪声生成设计方案可以降低窃听器的信道质量并保护用户的信道，采用正则化信道和人工噪声传输方案以提高保密性能[1]。在时间双工划分通信系统中，上行链路训练阶段中的用户将向基站发送导频信号以估计用于后续下行链路传输的信道。从窃听者的角度来看，它可以主动发送与用户相同的导频信号来攻击这个上行链路信道训练阶段，从而显着提高其窃听能力。这种导频污染攻击对基于TDD的大规模MIMO系统造成严重的保密威胁[4]。对于相关衰落信道上多小区多用户大规模MIMO系统的导频污染攻击所造成的保密威胁，传输设计更有效地对抗强相关信道的导频污染攻击。独立和相同分布的衰落信道的防御策略需要导频信号尺度的长度和发射天线的数量，这将大大降低大规模MIMO系统的传输效率[5]。对于具有主动窃听器的大规模MIMO传输，现有方法是初步的，远远不能在理论上和实际上为大规模MIMO系统实现安全通信。大规模MIMO系统中物理层安全的另一个重要研究点是用于联合实现大规模MIMO和其他重要5G技术的安全传输方案设计，例如安全的毫米波大规模MIMO 通信和异构网络中的安全大规模通信等。
与微波网络相比，毫米波网络具有大量天线，短距离和高定向传输，不同的传播规律，以及对阻塞效应敏感等各种新特性，因此安全的毫米波通信将不同于传统的安全微波通信[1]。理想用户和窃听者的空间可解析路径之间的重叠对毫米波通信的保密性能具有显著重要的影响[6]。利用更集中的阵列增益缩小定向波束形成天线的波束宽度有利于提高毫米波网络的保密性能。毫米波网络中的阻塞可以降低保密中断概率。在毫米波通信中，通常采用高方向波束形成来对抗路径损耗。该定向波束形成显着地取决于理想用户的CSI的准确性。与大规模MIMO情况类似，对于TDD通信系统，如果主动窃听器危及所需用户的信道估计阶段，则这可能导致严重的安全威胁。为了降低实施成本，数模混合预编码通常用于毫米波通信以减少射频链的数量[1]。基于这种混合结构的点对点和网络毫米波MIMO通信系统的安全传输方案是一个重要研究点。毫米车-车辆通信安全是另一个重要的研究点。
5G异构网络应智能无缝地集成多个节点，形成多层分层架构，包括大覆盖区域的大功率节点宏单元层，适用于小型无线电覆盖区域的具有低功率节点的小蜂窝层，支持设备到设备通信的设备层等。与传统的单层拓扑相比，异构网络的多层体系结构为物理层安全性带来了诸如需要适当建模分析高/低功率节点的位置对物理层安全设计的影响、在安全约束下的高/低功率节点中考虑每个用户的最优选择策略、保护连接设备之间的机密和隐私数据面授数据泄露等挑战[1]。此外，异构网络可能引入严重的跨层干扰且需要针对用户可以访问任意层这一问题协调服务质量和保姆新特定用户关联策略[7]。目前，大多数异构网络中物理层安全的工作侧重于分析网络的保密性能[8]。研究预编码器设计以进一步提高保密频谱效率。此外，可以适当地利用由多层产生的干扰来降低窃听器的性能。
由于允许用户解码其他用户的传输信息，安全风险是诸如NOMA的多址技术的一个特别关注点。作为当前加密技术的补充，物理层安全技术是改善NOMA系统通信安全性的良好候选者。
目前，NOMA的物理层安全性主要侧重于分析NOMA系统的保密性能或为理想的简单NOMA模型提供功率分配策略[9]。
对于全双工基站场景，当前的研究假设发射器和接收器都配备有单天线。如果系统中的所有节点都具有全双工通信能力，那么如何设计有效的安全通信方案仍然是未知的[1]。特别地，全双工发送器和接收器可以生成AN以降低窃听器的性能，而全双工窃听器也可以生成AN以干扰发送器和接收器[10]。
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