面向集成服务多用户 MISO 系统的人工噪声辅助发射设计
信息论
2017-02-28 v3 math.IT
摘要
本文从服务集成的角度研究了多用户 MISO 系统的人工噪声（AN）辅助发射设计。具体而言，我们结合两类服务并同时提供：一个是面向所有接收者的多播消息，另一个是仅面向一个接收者的机密消息。该机密消息对所有未授权接收者保持完全安全。我们的目标是联合设计多播消息、机密消息和 AN 的最优输入协方差，使得在总功率约束下可达保密速率区域最大化。此保密速率区域最大化（SRRM）问题是一个非凸向量最大化问题。为了处理该问题，我们将其重构为一个可证明等价的标量优化问题，并提出一种搜索方法以找到其所有 Pareto 最优点。该等价标量优化问题被识别为带有服务质量（QoMS）约束的保密速率最大化（SRM）问题。此外，我们证明，尽管该等价的受 QoMS 约束的 SRM 问题是非凸的，但可以基于两阶段优化方法有效处理，包括求解一系列半定规划。此外，我们还将 SRRM 问题扩展到考虑最坏情况鲁棒公式的非完美信道状态信息（CSI）场景。特别地，虽然发射波束成形对 SRRM 问题通常是一种次优技术，但我们证明，无论在完美 CSI 场景还是非完美 CSI 场景下，它对机密消息传输都是最优的。最后，数值结果表明，AN 辅助发射设计在扩大可达保密速率区域方面是有效的。
引用
@article{arxiv.1607.00942,
title = {On Artificial-Noise Aided Transmit Design for Multi-User MISO Systems with Integrated Services},
author = {Weidong Mei and Zhi Chen and Lingxiang Li and Jun Fang and Shaoqian Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.00942},
year = {2017}
}
备注
Part of this work has been presented in IEEE GlobalSIP 2015 and in IEEE ICASSP 2016