无线供能异构网中多天线辅助的保密波束成形优化
信息论
2019-11-25 v1 math.IT
摘要
本文考虑无线供能两层异构网（HetNets）这一新范式。具体而言，毫微微小区基站（FBS）由功率信标（PB）供能，并在潜在窃听者（EVE）与宏基站（MBS）存在的情况下向合法毫微微用户（FU）传输机密信息。在此场景中，我们研究了三种不同 FBS-EVE 信道状态信息（CSI）水平下的保密波束成形设计，即完美的、不完美的与完全未知的 FBS-EVE CSI。首先，给定 FBS 处完美的全局 CSI，联合优化 PB 能量协方差矩阵、FBS 信息协方差矩阵与时间分割因子，以最大化完美保密速率。在假设不完美 FBS-EVE CSI 时，分别考察了对应于确定性及统计性 CSI 误差的最坏情形与中断约束 SRM 问题。此外，考虑更现实的未知 FBS-EVE CSI 情形，研究了人工噪声（AN）辅助的保密波束成形设计。我们的分析表明，对上述所有情形，最优的 PB 能量与 FBS 信息保密波束成形均为秩 1。而且，在跨层干扰约束不生效时，所有考虑的 FBS-EVE CSI 情形均有闭式 PB 能量波束成形解。数值仿真结果展示了所提所有保密波束成形设计相较于所采用基线算法的保密性能优势。
引用
@article{arxiv.1911.05903,
title = {Multi-Antenna Aided Secrecy Beamforming Optimization for Wirelessly Powered HetNets},
author = {Shiqi Gong and Shaodan Ma and Chengwen Xing and Yonghui Li and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05903},
year = {2019}
}
备注
31 pages, 8 figures