基于位置的波束成形与 Rician 窃听信道中的物理层安全

我们针对窃听信道提出一种新的基于位置的波束成形（LBB）方案，其中多天线源与单天线合法接收者通信，且存在多天线窃听者。我们假设所有信道处于 Rician 衰落环境，源端完美已知来自合法接收者的信道状态信息，且源端可用的关于窃听者的唯一信息是其位置。我们首先描述如何获得使系统保密中断概率最小的最优波束成形向量，阐明其对窃听者位置的依赖。随后，在我们提出的 LBB 方案被采用时，推导出保密中断概率的易于计算的表达式。我们还考虑友好干扰机对我们的波束成形解的正向影响，展示最优路径保持不变。最后，我们研究位置不确定性对保密中断概率的影响，展示即便源端仅有窃听者位置的噪声估计，我们的解仍能允许保密。我们的工作展示了多天线阵列如何在最一般的信道条件和最可能的系统设置下，在现场快速配置以交付最优的物理层安全解。