回传受限无线网络中视频流的缓存使能物理层安全
信息论
2016-12-06 v1 math.IT
摘要
本文首次研究了无线缓存对无线网络物理层安全（PLS）的益处。具体而言，我们提出了一种在回传容量受限的蜂窝视频流中实现功率高效 PLS 的缓存方案。通过缓存和回传加载在部分基站（BS）间共享视频数据，可根据缓存状态、信道条件和回传容量动态启用多个 BS 的安全协作传输。因此，缓存减少了容量受限回传链路上的数据共享开销。更重要的是，缓存引入了额外的安全自由度，并实现了功率高效的设计。我们研究了在提供服务质量（QoS）并保证视频传输安全性的同时，使总发射功率最小化的最优缓存和传输策略。我们构建了一个两阶段非凸混合整数优化问题，分别在离线视频缓存阶段优化缓存策略，在在线视频传输阶段优化协作传输策略。由于该问题是 NP 困难的，我们分别提出了用于低复杂度缓存训练和传输控制的次优多项式时间算法。我们还给出了所提方案能够取得全局最优解的充分最优性条件。仿真结果表明，所提方案同时实现了低安全中断概率和高功率效率。
引用
@article{arxiv.1612.01189,
title = {Cache-Enabled Physical-Layer Security for Video Streaming in Wireless Networks with Limited Backhaul},
author = {Lin Xiang and Derrick Wing Kwan Ng and Robert Schober and Vincent W. S. Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.01189},
year = {2016}
}
备注
Accepted for presentation at IEEE Globecom 2016, Washington, DC, Dec. 2016