利用可重构超表面与人工噪声保障 MIMO 通信安全
信息论
2020-11-03 v2 math.IT
摘要
由可重构智能（元）表面（RIS）赋能的无线通信近来获得了显著的研究关注，这归因于 RIS 为多种功能所提供的增强型系统设计灵活性。在本文中，我们考虑一个多输入多输出（MIMO）物理层安全系统，其包含多个数据流以及两个无源 RIS：一个合法 RIS 与一个窃听 RIS，前者对窃听者透明，而后者的存在在合法链路处未知。我们首先聚焦于窃听子系统，提出窃听者合并向量与窃听 RIS 反射系数的联合设计框架。随后，围绕保密速率最大化，我们提出一种物理层安全方案，联合设计合法预编码向量与人工噪声（AN）协方差矩阵，以及合法合并向量与合法 RIS 的反射系数。我们的仿真结果表明，在缺乏合法 RIS 的情况下，即便面对元素数量较少的窃听 RIS，收发机空间滤波与 AN 也无法提供非零保密速率。然而，当部署一个 L 元素合法 RIS 时，机密通信可抵御甚至多于 5L 元素窃听 RIS 的情形。
引用
@article{arxiv.2005.10062,
title = {Safeguarding MIMO Communications with Reconfigurable Metasurfaces and Artificial Noise},
author = {George C. Alexandropoulos and Konstantinos Katsanos and Miaowen Wen and Daniel B. da Costa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.10062},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 3 figures, submitted to an IEEE Conference