含保密消息的 MISO 广播信道中线性预编码的大系统分析

Giovanni Geraci; Romain Couillet; Jinhong Yuan; Merouane Debbah; Iain B. Collings

doi:10.1109/JSAC.2013.130902

含保密消息的 MISO 广播信道中线性预编码的大系统分析

信息论 2016-11-17 v1 math.IT

作者: Giovanni Geraci , Romain Couillet , Jinhong Yuan , Merouane Debbah , Iain B. Collings

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摘要

本文研究了含保密消息的大规模多输入单输出 (MISO) 广播信道 (BCC) 中正则化信道反转 (RCI) 预编码的性能。当发射天线数 $M$ 和用户数 $K$ 以固定比率 $\beta=K/M$ 趋于无穷大时，我们获得了可实现保密和速率的确定性近似，该近似几乎必然精确。我们推导了最大化每天线保密和速率的最优正则化参数 $\xi$ 和最优网络负载 $\beta$ 。随后，我们提出了一种基于 RCI 和功率降低 (RCI-PR) 的线性预编码器，显著提高了 $1<\beta<2$ 时的高信噪比 (SNR) 保密和速率。我们提出的预编码器实现了每用户保密速率，其高 SNR 缩放因子与以下两个上界相同：(i) 无保密要求的最优 RCI 预编码器的速率，以及 (ii) 无干扰的单用户系统的保密容量。此外，我们获得了存在信道状态信息 (CSI) 误差时 RCI 预编码可实现的保密和速率的确定性近似。我们还分析了所提出的 RCI-PR 预编码器在存在 CSI 误差时的性能，并确定了为了保持与完美 CSI 情况下的给定速率差距，误差必须如何随 SNR 缩放。

关键词

线性预编码 MISO 广播信道保密消息正则化信道反转大系统分析保密和速率信道状态信息误差

引用

@article{arxiv.1304.5850,
  title  = {Large System Analysis of Linear Precoding in MISO Broadcast Channels with Confidential Messages},
  author = {Giovanni Geraci and Romain Couillet and Jinhong Yuan and Merouane Debbah and Iain B. Collings},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1304.5850},
  year   = {2016}
}

备注

to appear IEEE JSAC 2013

含保密消息的 MISO 广播信道中线性预编码的大系统分析

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