基于 OFDMA 的宽带无线网络中用于物理层安全的功率与子载波分配
信息论
2016-11-15 v1 math.IT
摘要
为未来宽带无线网络中的移动用户提供物理层安全具有重要的理论和实际意义。本文构建了一个分析框架，用于在安全用户（SU）和普通用户（NU）共存的下行 OFDMA 宽带网络中进行资源分配。SU 要求在物理层进行安全数据传输，而 NU 则获得传统的尽力而为数据流量服务。该问题被建模为联合功率与子载波分配，目标是在基站总发射功率约束下，最大化所有 NU 的平均总信息速率，同时维持每个 SU 的平均保密速率。我们利用对偶分解以渐近最优的方式解决了该问题。分析表明，一个 SU 只有当其在某子载波上的信道增益是所有用户中最大的，且超过第二大的信道增益达到一定阈值时，才会成为该子载波的候选竞争者。此外，NU 的功率分配遵循传统的注水原理，而 SU 的功率分配则同时取决于其自身的信道增益和其他用户中的最大信道增益。我们还开发了一种次优算法以降低计算成本。数值研究评估了所提算法在不同功耗下可实现的 NU 信息速率与 SU 保密速率对的性能。
引用
@article{arxiv.1106.6173,
title = {Power and Subcarrier Allocation for Physical-Layer Security in OFDMA-based Broadband Wireless Networks},
author = {Xiaowei Wang and Meixia Tao and Jianhua Mo and Youyun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.6173},
year = {2016}
}
备注
to appear in IEEE Trans. on Information Forensics & Security, special issue on using the physical layer for securing the next generation of communication systems