室内可见光通信的物理层安全：保密容量分析
信息论
2018-07-27 v1 math.IT
摘要
本文研究由一个发射机、一个合法接收机和一个窃听者组成的室内可见光通信（VLC）网络的物理层安全。主信道与窃听信道均具有非负输入，并受到加性白高斯噪声干扰。考虑照明需求与光源的物理特性，输入还受其平均光强与峰值光强的约束。研究了两种场景：一种仅含平均光强约束，另一种同时含平均与峰值光强约束。基于信息论，推导了两种场景下保密容量上下界的闭式表达式。数值结果表明保密容量上下界紧凑，验证了所推导的闭式表达式。此外，从理论方面分析了高信噪比（SNR） regime下的渐近行为。在高SNR下，当仅考虑平均光强约束时，保密容量渐近上下界间存在较小性能差距；当同时考虑平均与峰值光强约束时，保密容量渐近上下界相互重合。这些结论也被数值结果所证实。
引用
@article{arxiv.1807.09918,
title = {Physical-layer Security for Indoor Visible Light Communications: Secrecy Capacity Analysis},
author = {Jin-Yuan Wang and Cheng Liu and Jun-Bo Wang and Yongpeng Wu and Min Lin and Julian Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.09918},
year = {2018}
}
备注
Accepted by IEEE Transactions on Communications, 2018