基于频域时间反演 OFDM 预编码与人工噪声注入的 SISO 通信物理层安全
信息论
2020-11-16 v1 信号处理
math.IT
摘要
提出一种频域（FD）时间反演（TR）预编码器，利用正交频分复用（OFDM）与人工噪声（AN）信号注入在单输入单输出（SISO）系统中实现物理层安全（PLS）。该 AN 信号不会破坏发给合法接收机的数据传输，但会降低窃听者的解码性能。由于时分双工（TDD）系统的信道互易性，当发送端已知合法链路的瞬时信道状态信息（CSI）但不知潜在窃听者的瞬时 CSI 时，该方案可保证面向合法用户的通信保密性。根据 Alice 与 Bob 间握手过程，在快衰落（FF）环境下考虑了窃听端的三种最优解码结构。推导了为使通信保密速率（SR）最大化所需注入 AN 能量的闭式近似。此外，当 Eve 的信噪比（SNR）为无穷大时，确定了合法接收端保障给定 SR 所需的条件。进而，提出了一种注水功率分配策略以进一步增强该方案的保密性。仿真结果展示了所提安全系统的安全性能。
引用
@article{arxiv.2011.06840,
title = {Physical Layer Security in a SISO Communication using Frequency-Domain Time-Reversal OFDM Precoding and Artificial Noise Injection},
author = {Sidney Jonathan Golstein and François Rottenberg and François Horlin and Philippe De Doncker and Julien Sarrazin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06840},
year = {2020}
}