窃听衰落信道上信息论保密性能分析的通用工具综述
信息论
2020-12-15 v2 math.IT
摘要
一种称为物理层安全的替代或补充方法被提出，以在传统密码技术之上提供额外的安全层。本文对经典 Alice-Bob-Eve 窃听衰落信道上的保密性能研究进行了综述。基于经典窃听信道模型，我们全面列举并比较了考虑小尺度、大尺度、复合与级联衰落信道模型的现有物理层保密分析工作。给出了精确的保密度量表达式，包括保密中断概率（SOP）、非零保密容量概率（PNZ）、平均保密容量（ASC），以及保密界，包括 SOP 下界和遍历保密容量。为以前述四类衰落信道模型更具通用性和灵活性的分布加以涵盖，混合伽马（MG）、混合高斯（MoG）与 Fox 的 -函数分布是能大面积包含上述四类衰落信道模型的三个有用候选。研究表明，它们在辅助保密分析获得闭式表达式时灵活且通用。同时也强调了它们的优势与局限。总之，这三种方法被证明提供了统一的保密分析框架，并能覆盖所有类型的独立窃听衰落信道模型。此外，基于我们的系统配置重新审视现有保密增强技术，给出了开关传输方案、干扰方法（包括人工噪声（AN）与人工快衰落（AFF））、天线选择与安全工作区。
引用
@article{arxiv.2009.05976,
title = {An Overview of Generic Tools for Information-Theoretic Secrecy Performance Analysis over Wiretap Fading Channels},
author = {Long Kong and Yun Ai and Lei Lei and Georges Kaddoum and Symeon Chatzinotas and Björn Ottersten},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.05976},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 4 figures