通过协作干扰中继改善主信道与窃听信道近共线时的安全性
信息论
2017-08-16 v2 密码学与安全
math.IT
摘要
在物理层安全 (PHY-security) 中，经常观察到的主信道与窃听信道之间的高度相关性会导致保密性的显著损失。本文研究了一个慢衰落场景，其中发射机 (Alice) 向合法接收机 (Bob) 发送机密消息，而被动窃听者 (Eve) 试图从其接收到的信号中解码该消息。假设 Alice 配备多天线，而 Bob 和 Eve 各配备单天线（即 MISOSE 系统）。在 MISOSE 系统中，高度相关性导致主信道与窃听信道向量近乎共线，这有助于 Eve 查看并截获机密信息。遗憾的是，Alice 端的信号处理技术（如波束成形和人工噪声 (AN)）对此无能为力，尤其是在主信道与窃听信道向量完全共线的极端情况下。在此背景下，我们首先研究了在 Alice 端采用波束成形和 AN 并在承载信息的信号与 AN 之间进行最优功率分配时的可达保密中断概率。然后，提出了一种巧妙的模型，通过引入协作干扰中继 (Relay) 来有效减轻高度相关性的不利影响。基于所提出的模型，还研究了 Alice 端承载信息的信号与 Relay 端 AN 之间的功率分配，以最大化保密性。最后，为了验证我们提出的方案，进行了数值仿真，结果表明在保密性方面取得了显著的性能增益。
引用
@article{arxiv.1708.04051,
title = {Improving Secrecy with Nearly Collinear Main and Wiretap Channels via a Cooperative Jamming Relay},
author = {Shuai Han and Sai Xu and Weixiao Meng and Cheng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.04051},
year = {2017}
}