具有统计 CSIT 的快速衰落 MIMOME 窃听信道的保密容量
信息论
2014-05-13 v1 math.IT
摘要
在本文中，我们考虑了仅在发射端具有统计信道状态信息（CSIT）的各态历经瑞利快速衰落多输入多输出多天线窃听者（MIMOME）窃听信道中的安全传输。当合法接收者的天线数量多于（或等于）窃听者时，我们通过建立一个新的保密容量上界，证明了具有部分 CSIT 的首个 MIMOME 保密容量。关键步骤是将合法接收者的信道矩阵划分为两个子矩阵，并将其中一个子矩阵设为与窃听者的信道矩阵相同，从而构造一个 MIMOME 退化信道。接下来，在所有发射天线的总功率约束下，我们通过解析求解信道输入协方差矩阵优化问题，完整刻画了 MIMOME 保密容量。通常，MIMOME 优化问题是非凹的。然而，得益于所提出的退化信道，我们可以将随机 MIMOME 优化问题转化为 Schur 凹问题并找到其解。除了总功率约束外，我们还研究了发射端受实际每天线功率约束时的保密容量。相应的优化问题更为困难，因为它不是 Schur 凹的。在考虑的两种功率约束下，当合法接收者与窃听者的天线数量差异足够大时，相应的 MIMOME 保密容量均可随信噪比（SNR）缩放。然而，当合法接收者和窃听者各只有一根天线时，这两种情况均不存在此类 SNR 缩放。
引用
@article{arxiv.1309.1516,
title = {On Secrecy Capacity of Fast Fading MIMOME Wiretap Channels With Statistical CSIT},
author = {Shih-Chun Lin and Cheng-Liang Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.1516},
year = {2014}
}
备注
submitted to IEEE Transactions on Wireless Communications