衰落信道下有限块长体制中的物理层安全
信息论
2020-02-11 v1 math.IT
摘要
本文研究了在慢衰落信道上，考虑有限块长保密编码影响时，从发送端到合法接收端对抗窃听者的物理层安全传输。建立了一个综合分析与优化框架，以研究单天线与多天线发送端场景下的保密吞吐量。设计了自适应与非自适应两种设计方案，分别利用合法接收端的瞬时与统计信道状态信息来最大化保密吞吐量。具体而言，联合优化传输策略、块长与码率以最大化保密吞吐量。此外，针对多天线设置采用零空间人工噪声，并推导了最优功率分配以提升保密吞吐量。得出了若干重要结论。特别地：1) 在所提传输策略下，增加块长有益于可靠性与保密性；2) 保密吞吐量随块长单调增加；3) 保密吞吐量随保密速率先增后减，为在速率与解码正确性之间取得良好平衡，应谨慎选择使保密吞吐量最大化的最优保密速率。最后给出数值结果以验证理论发现。
引用
@article{arxiv.2002.03106,
title = {Physical-Layer Security in the Finite Blocklength Regime over Fading Channels},
author = {Tong-Xing Zheng and Hui-Ming Wang and Derrick Wing Kwan Ng and Jinhong Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03106},
year = {2020}
}
备注
15 pages in double columns, 8 figures, accepted for publication on IEEE Transactions on Wireless Communications