多天线无线合法监控系统的设计与性能分析
信息论
2017-05-01 v1 math.IT
摘要
为了提升国家安全，政府机构长期致力于对可疑个人或通信实施强有力的监控措施。本文考虑一种无线合法监控系统，其中全双工多天线合法监控器旨在通过主动干扰来窃听一对可疑实体之间的可疑通信链路。假设仅当合法监控器可达数据速率不小于可疑接收方时，其才能成功截获可疑信息，关键目标是通过联合设计干扰功率、合法监控器的接收与发射波束成形器来最大化窃听非中断概率。根据所实现的接收/发射天线数量，即单输入单输出、单输入多输出、多输入单输出和多输入多输出（MIMO），研究了四种不同场景。针对每种场景，推导了最优干扰功率的闭式解，并给出了求解最优发射/接收波束成形向量的高效算法。此外，针对MIMO情形提出了低复杂度的次优波束成形方案。分析结果表明，利用合法监控器的多天线，窃听非中断概率相比单天线情况可显著改善。另外，所提出的次优发射迫零方案取得了与最优方案相近的性能。
引用
@article{arxiv.1704.08861,
title = {Multi-antenna Wireless Legitimate Surveillance Systems: Design and Performance Analysis},
author = {Caijun Zhong and Xin Jiang and Fengzhong Qu and Zhaoyang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.08861},
year = {2017}
}