一种鲁棒的人工噪声辅助MISO安全传输设计

本文研究了多输入单输出信道在多个单天线窃听者窃听下的人工噪声辅助保密速率最大化问题。我们假设发射机对期望用户的信道具有完美知识，但对窃听者的信道知识不完善。因此，我们将得到的保密速率最大化问题表述为通过联合设计信号协方差矩阵${\bf W}$和人工噪声协方差矩阵${\bf \Sigma}$来最大化最坏情况下的保密速率。然而，这样的最坏情况保密速率最大化问题被证明是难以优化的，因为它关于${\bf W}$和${\bf \Sigma}$联合非凸。此外，它属于半无限优化问题。通过仔细的重新表述，我们证明了最坏情况保密速率最大化问题可以通过执行一维线搜索来处理，其中涉及一系列半定规划。此外，我们还证明了最优的${\bf W}$具有秩一结构，这意味着在所考虑的场景下，发射波束成形是保密速率最优的。仿真结果证明了所提出设计相比非鲁棒人工噪声设计的鲁棒性和有效性。