κ-μ 阴影衰落信道下 MIMO 网络的信息论安全
信息论
2020-07-02 v2 math.IT
摘要
本文研究了在存在窃听者的情况下，真实传播条件对多输入多输出系统可达保密性能的影响。具体而言，我们聚焦于 κ-μ 阴影衰落模型，因为其物理基础涵盖了广泛的传播条件，同时与其他最先进的衰落模型相比具有更好的可处理性。通过考虑合法接收端与窃听者接收端采用发射天线选择和最大比合并接收，我们研究了两种相关场景：(i) 发射机不知道窃听者的信道状态信息（CSI），以及 (ii) 发射机已知窃听者链路的 CSI。为此，我们首先获得了与合法路径相关的独立同分布（i.i.d.）变量最大值统计量的新颖且易处理的表达式。基于这些结果，我们分别推导了保密中断概率（SOP）和平均保密容量（ASC）的新颖闭式表达式，以评估被动和主动窃听场景下的保密性能。此外，我们给出了高信噪比 regime 下 SOP 和 ASC 的渐近解析表达式。在所有情况下，保密性能度量均以闭式表征，无需计算 Meijer 或 Fox 函数。我们还提供了关于不同传播条件和天线数量如何影响保密性能的一些有益见解。
引用
@article{arxiv.2005.02441,
title = {Information-Theoretic Security of MIMO Networks under $\kappa$-$\mu$ Shadowed Fading Channels},
author = {José David Vega Sánchez and D. P. Moya Osorio and F. Javier López-Martínez and Martha Cecilia Paredes Paredes and Luis Urquiza-Aguiar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02441},
year = {2020}
}