论多址接入信道的安全自由度

本文考虑了具有外部窃听者的 $K$ 用户安全高斯多址接入信道（MAC）。我们为安全离散无记忆 MAC 建立了一个可达速率区域。使用高斯码本证明了退化高斯 MIMO MAC 的保密和容量。对于非退化高斯 MIMO MAC，提出了一种受干扰对齐技术启发的算法，以实现最大可能的总安全自由度。当所有终端均配备单天线时，高斯码本在提供正 S-DoF 方面已被证明是低效的。相反，我们提出了一种新颖的安全编码方案，以在单天线 MAC 中实现正 S-DoF。该方案将单天线系统转换为具有分数维度的多维系统。该可达性方案基于将信号对齐到窃听者处的一个小子空间中，并在预期接收者处同时分离信号。使用数论中丢番图逼近领域的工具来分析该编码方案的错误概率。证明了对于几乎所有的信道增益，可以实现 $\frac{K-1}{K}$ 的总 S-DoF。对于其他信道增益，提出了一种多层编码方案以实现正 S-DoF。因此，作为信道增益的函数，可达 S-DoF 是不连续的。