大规模网络中非正交多址接入物理层安全性的增强
信息论
2017-01-10 v2 math.IT
摘要
本文借助随机几何理论，研究大规模网络中非正交多址接入（NOMA）的物理层安全性。考虑了单天线与多天线辅助传输两种场景，其中基站（BS）与随机分布的NOMA用户进行通信。在单天线场景中，我们通过在基站周围设置保护区域，并借助NOMA用户的精心信道排序，建立一个窃听者排除区。在多天线场景中，基站产生人工噪声以进一步提升波束赋形辅助系统的安全性。为刻画保密性能，我们推导了单天线与多天线辅助场景下安全中断概率的新的精确表达式。为获得更深入的见解：1）对于单天线场景，我们对所选用户对进行了保密分集阶数分析。推导出的分析结果表明，保密分集阶数由所选用户对中信道条件更差的那个特定用户决定；2）对于多天线场景，我们推导了发射天线数量趋于无穷大时的渐近安全中断概率。提供了蒙特卡洛仿真以验证所推导的分析结果，并表明：i）通过引入保护区域和在基站产生人工噪声，可以提升NOMA网络的安全性能；ii）渐近安全中断概率与精确安全中断概率非常接近。
引用
@article{arxiv.1612.03901,
title = {Enhancing the Physical Layer Security of Non-orthogonal Multiple Access in Large-Scale Networks},
author = {Yuanwei Liu and Zhijin Qin and Maged Elkashlan and Yue Gao and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.03901},
year = {2017}
}
备注
Accepted by IEEE Transactions on Wireless Communications