大规模 MIMO 无人机通信中物理层安全与认证的预编码器设计
信号处理
2021-07-05 v1
摘要
为无人机（UAV）提供可靠且无中断的无线连接近来已成为支撑各类无人机应用场景的关键需求。由于其广泛的部署覆盖，蜂窝网络可支持无人机的超视距（BVLOS）通信。本文考虑由大规模多输入多输出（MIMO）链路服务的蜂窝连接无人机（C-UAV），以扩展覆盖范围，同时提升物理层安全与认证能力。我们考虑莱斯信道，并提出一种用于发送数据与人工噪声（AN）的新型线性预编码器设计。我们推导了常规与所提预编码器设计下 C-UAV 遍历保密速率的闭式表达式。此外，通过渐近分析我们得到了在数据与 AN 之间分配功率的最优功率分割因子。随后，我们将所提预编码器设计应用于指纹嵌入认证框架，其目标是最小化窃听者检测到认证标签的概率。仿真结果表明，在中等及大规模天线大规模 MIMO 场景下，所提预编码器在保密速率与认证概率方面均具优越性。
引用
@article{arxiv.2107.00799,
title = {Precoder Design for Physical-Layer Security and Authentication in Massive MIMO UAV Communications},
author = {Sung Joon Maeng and Yavuz Yapıcı and İsmail Güvenç and Arupjyoti Bhuyan and Huaiyu Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00799},
year = {2021}
}