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为了解决蜂窝上行链路通信安全受限于资源不足的问题，提出一种基于双层蜂窝协作的物理层安全通信方法，通过双层网络间的上下行配合，借助于人工噪声，在保证己方网络用户下行安全的同时，提升另一层网络用户的上行安全速率；以最大化系统安全速率为目标，设计用户期望信号与人工噪声的波束矢量；最后提出一种宏基站功率分配、信号预编码设计和小基站上行链路功率控制联合优化算法。仿真结果表明，文章方法所能获得的系统保密速率呈现出稳定增长，且性能优于迫零算法（ZF）方法，最高可达44％的提升。