认知无线电系统的保密中断与分集分析
信息论
2016-11-17 v1 math.IT
摘要
本文研究了一种多用户多窃听者认知无线电系统的物理层安全，该系统由多个认知用户 (CUs) 向公共认知基站 (CBS) 传输组成，而多个窃听者可能相互协作或独立拦截 CUs-CBS 传输，分别称为协作窃听者和非协作窃听者。考虑到存在多个 CUs，我们提出了轮询调度以及最优和次优用户调度方案，以提高 CUs-CBS 传输抵御窃听攻击的安全性。具体而言，最优用户调度是在假设从 CUs 到 CBS、到主用户 (PU) 以及到窃听者的所有链路信道状态信息 (CSI) 均已知的情况下设计的。相比之下，次优用户调度仅需 CUs-CBS 链路的 CSI，而无需 PU 和窃听者的 CSI。我们推导了这三种调度方案在存在协作和非协作窃听者情况下的保密中断概率闭式表达式。我们还进行了保密分集分析，结果表明轮询调度仅能达到一阶分集，而无论窃听者是否协作，最优和次优调度方案均能获得满保密分集。此外，数值保密中断结果表明，对于协作和非协作窃听者，最优用户调度均实现了最佳安全性能，而轮询调度表现最差。最后，随着 CU 数量的增加，最优和次优用户调度方案的保密中断概率均显著改善。
引用
@article{arxiv.1406.5732,
title = {Secrecy Outage and Diversity Analysis of Cognitive Radio Systems},
author = {Yulong Zou and Xuelong Li and Ying-Chang Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.5732},
year = {2016}
}
备注
16 pages, 5 figures, accepted to appear, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2014