MIMO 系统中基于 4-WFRFT 的物理层安全保密容量分析
信号处理
2023-05-30 v1
摘要
基于密码系统的传统信息安全因计算能力的指数级增长而受到严重威胁。为提升上层密码系统安全，物理层安全传输被引入无线通信系统。然而，考虑到无线信道的开放性，安全无线通信系统的性能分析成为近年热点。由于上层密码系统被破解及无线信道开放性安全问题存在，多输入多输出 (MIMO) 技术增大了信道间差异，其丰富空间自由度的发展可大幅提升信道容量并达成增强物理层安全 (PLS) 的目的；在此基础上，加权分数阶傅里叶变换 (WFrFT) 技术对信号星座点进行旋转与拆分，等效于增加人工噪声以增强 PLS。平均安全容量是衡量 PLS 的重要指标，因此本文推导了 MIMO 场景下的平均安全容量，并给出考虑信道相关时的具体闭式表达式。通过分析表达式可知，MIMO 天线数增加将提升平均安全容量；当 4-WFRFT 估计偏置为 1 时，平均安全容量显著提升，达到最大值，从而增强 PLS。
引用
@article{arxiv.2305.17897,
title = {Secrecy Capacity Analysis of 4-WFRFT Based Physical Layer Security in MIMO System},
author = {T. Xu and X. Wu and J. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17897},
year = {2023}
}
备注
This article consists of 10 pages, 11 figures