RIS辅助密钥生成的联合发射与反射波束成形
信息论
2022-07-26 v1 math.IT
摘要
可重构智能表面(RIS)因其能智能定制无线环境而成为增强物理层密钥生成(PKG)性能的一项有前景的技术。现有RIS辅助PKG方法主要基于发射端与RIS处独立同分布(i.i.d.)信道模型的理想化假设。然而,i.i.d.模型对于各向同性散射环境中的典型RIS并不准确。此外,忽略信道空间相关性的存在会降低PKG性能。本文中,我们建立多天线系统中的一般空间相关信道模型,并基于基站(BS)与RIS处的发射与反射波束成形提出新的PKG框架。具体而言,我们推导表征密钥生成率(KGR)的闭式表达式,并获得波束成形器的全局最优解以最大化KGR。进一步,我们分析采用i.i.d.模型假设与空间相关模型假设的KGR性能差异。研究发现,为相关模型设计的波束成形优于为i.i.d.模型设计者,且KGR增益随信道相关性增大而增大。仿真结果表明,与基于i.i.d.衰落模型的现有方法相比,当BS天线相关性 为 且RIS单元间距为半波长时,我们所提方法取得约 dB性能增益。
引用
@article{arxiv.2207.11752,
title = {Joint Transmit and Reflective Beamforming for RIS-assisted Secret Key Generation},
author = {Lei Hu and Guyue Li and Xuewen Qian and Derrick Wing Kwan Ng and Aiqun Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11752},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 4 figures