衰落窃听信道中的保密无线信息与能量传输
信息论
2015-01-30 v2 math.IT
摘要
同时无线信息与能量传输（SWIPT）近期引起了广泛关注，因其能利用无线电波同时提供无线数据与能量接入。然而，由此产生了一个具有挑战性的保密通信问题：发送给信息接收机（IRs）的消息可能被能量接收机（ERs）窃听，而后者被假定为仅从接收信号中收集能量。为解决此问题，本文提出了一种人工噪声（AN）辅助传输方案，旨在促进向 IRs 的保密信息传输，同时满足 ERs 的能量收集需求；该方案假设 AN 可在 IRs 处被消除，但在 ERs 处无法消除。具体而言，所提方案将发射功率分为两部分：一部分用于向 IR 发送机密消息，另一部分用于发送 AN 以干扰 ER。在简化的三节点窃听信道设置下，我们在发射端平均与峰值功率约束以及 ER 端平均能量收集约束下，联合优化衰落信道上的发射功率分配与功率分割比，以最小化时延受限保密信息传输的中断概率，或最大化非时延受限保密信息传输的平均速率。保密中断概率最小化与平均速率最大化问题均被证明是非凸的；针对每个问题，我们分别提出了基于对偶分解的最优解以及基于交替优化的次优解。此外，引入了两种基准方案用于对比。最后，通过仿真评估了所提方案在无线（保密）信息与能量传输各项权衡方面的性能。
引用
@article{arxiv.1408.1987,
title = {Secrecy Wireless Information and Power Transfer in Fading Wiretap Channel},
author = {Hong Xing and Liang Liu and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.1987},
year = {2015}
}
备注
to appear in IEEE Transactions on Vehicular Technology