MIMO 反向散射无线系统中的物理层安全
信息论
2016-11-15 v1 math.IT
摘要
反向散射无线通信是一种新兴技术，广泛应用于低成本和低功耗无线系统，尤其是无源射频识别 (RFID) 系统。近年来，对高数据速率、数据可靠性和安全性的需求推动了 RFID 系统的发展，这促使我们研究多输入多输出 (MIMO) RFID 系统的物理层安全。本文中，我们提出了一种噪声注入预编码策略，以在考虑反向散射系统资源受限特性的前提下保障系统安全。我们首先考虑多天线 RFID 标签情形，并通过联合优化 RFID 读写器的能量供应功率与注入人工噪声的预编码矩阵，研究保密速率最大化 (SRM) 问题。我们分别利用交替优化方法和序贯参数凸近似方法来处理非凸的 SRM 问题，并揭示了一个有趣的事实：对于我们的 SRM 问题，这两种方法实际上是等价的，且均收敛至 Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 点。为便于在资源受限的 RFID 设备上实际实现，我们提出了一种基于投影梯度的快速算法。我们还考虑了单天线 RFID 标签情形，并开发了一种能获得全局最优解的低复杂度算法。仿真结果表明，我们提出的算法在保密速率和计算复杂度方面均具有优越性。
引用
@article{arxiv.1608.07965,
title = {Physical Layer Security in MIMO Backscatter Wireless Systems},
author = {Qian Yang and Hui-Ming Wang and Yi Zhang and Zhu Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.07965},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 5 figures, accepted for publication on IEEE Transactions on Wireless Communications