可见光通信中物理层安全自适应调制与预编码的 Q-learning 联合设计
信息论
2024-02-22 v1 系统与控制
系统与控制
math.IT
摘要
人们对物理层安全（PLS）的兴趣日益浓厚，与传统密码学相比，它提供了一种独特的方法来保证信息免受窃听者的机密性。在本文中，我们研究了自适应 进制脉冲幅度调制（PAM）与预编码的联合设计，旨在优化窃听可见光信道的安全容量和误码率（BER）性能。该设计的动机在于，更高阶的调制以更高的 BER 为代价换取更好的安全容量；另一方面，适当的预编码设计可以操控合法用户和窃听者接收到的信号质量，同样能增强安全性能并影响 BER。我们引入并最大化了一个综合考虑安全容量以及合法用户和窃听者信道 BER 的奖励函数。由于奖励函数的非线性和复杂性，使用经典优化技术求解该最优设计具有挑战性。因此，我们提出了基于 Q-learning 和 Deep Q-learning 的强化学习设计来最大化奖励函数。仿真结果验证了，与基线设计相比，所提出的联合设计在获得更好奖励值的同时，能将 Bob 信道（Eve 信道）的 BER 保持在远低于（高于）FEC（前向纠错）BER 阈值的水平。
引用
@article{arxiv.2402.13549,
title = {Q-learning-based Joint Design of Adaptive Modulation and Precoding for Physical Layer Security in Visible Light Communications},
author = {Duc M. T. Hoang and Thanh V. Pham and Anh T. Pham and Chuyen T Nguyen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.13549},
year = {2024}
}