联合中继与干扰机选择在CSI反馈延迟下提升物理层安全性
信息论
2016-11-18 v1 math.IT
摘要
尽管信道状态信息(CSI)反馈延迟存在有害影响，我们借助联合中继与干扰机选择(JRJS)增强了放大转发中继网络的物理层安全(PLS)。此外，我们为JRJS方案构想了一种新的基于中断的表征方法。传统的最佳中继选择(TBRS)也作为基准被考虑。我们首先推导了TBRS和JRJS两种方案的连接中断概率(COP)和保密中断概率(SOP)的闭式表达式。然后，定义并分析了可靠安全连接概率(RSCP)，以表征由源-中继公共链路引入的COP与SOP之间的相关性影响。引入可靠性-安全性比(RSR)，通过渐近分析来表征可靠性与安全性之间的关系。此外，出于表征系统整体效率的目的，定义了有效保密吞吐量的概念，即保密速率与RSCP的乘积，其由发射信噪比、保密码字速率以及中继与干扰机间的功率分配比决定。进一步包含了直接源-窃听者链路的影响以及与其他相关选择方案的性能比较。我们的数值结果表明，JRJS方案在RSCP和有效保密吞吐量方面均优于TBRS方法，但它对反馈延迟更为敏感。增加发射信噪比并不总能提高整体吞吐量。此外，RSR结果表明，在减小CSI反馈延迟时，可靠性的提升幅度大于安全性的退化幅度，意味着在安全性-可靠性权衡方面总体改善。
引用
@article{arxiv.1509.02768,
title = {Joint Relay and Jammer Selection Improves the Physical Layer Security in the Face of CSI Feedback Delays},
author = {Lei Wang and Yueming Cai and Yulong Zou and Weiwei Yang and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.02768},
year = {2016}
}
备注
15 pages, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Sept. 2015