针对含未知窃听者与非线性能量收集模型的 AN 辅助 MISO SWIPT 系统的鲁棒波束成形
信息论
2018-09-13 v1 math.IT
摘要
本文研究多用户多输入单输出（MISO）系统下行传输的波束成形设计，其中每个合法用户采用基于功率分割（PS）的同时无线信息与功率传输（SWIPT）技术。发射机意图在存在完全未知窃听者的情况下向其合法用户发送机密信息。由于发射机不具备窃听者信道状态信息（CSI）的任何知识，我们考虑采用人工噪声（AN）方法建立安全通信。该波束成形设计通过最大化 AN 功率以尽可能干扰窃听者。基于发射机处合法用户 CSI 不完美的假设，我们研究了两种用于联合波束成形与 PS 比的鲁棒设计方法，以在每个合法用户的能量收集（EH）和信干噪比（SINR）要求下最大化 AN 功率。在第一种鲁棒设计中，我们考虑有界信道不确定性，并采用半定松弛（SDR）与线性矩阵不等式（LMI）表示将原问题转化为半定规划（SDP）。在第二种鲁棒设计中，我们考虑统计信道不确定性，并表明所提问题可通过 SDR 与 Bernstein 型不等式重新表述为另一种形式的 SDP。此外，本文引入了非线性能量收集（EH）模型，因其能反映实际射频（RF）-EH 转换电路的特性。仿真结果已给出以证明我们所提鲁棒设计的性能。
引用
@article{arxiv.1809.04354,
title = {Robust Beamforming for AN Aided MISO SWIPT System with Unknown Eavesdroppers and Non-linear EH Model},
author = {Miao Zhang and Kanapathippillai Cumanan and Lei Ni and Hang Hu Alister G. Burr and Zhiguo Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.04354},
year = {2018}
}