存在主动窃听者时的安全大规模MIMO传输
信息论
2015-05-07 v1 math.IT
摘要
本文研究存在主动窃听者时多小区多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统的安全可靠传输策略。我们考虑时分双工系统，其中需要上行训练，且主动窃听者可攻击训练阶段以在发射端造成导频污染。这迫使后续下行传输阶段所用的预编码器隐式波束赋形至窃听者，从而增加其接收信号功率。我们推导了当发射天线数趋于无穷时，发射端采用匹配滤波器预编码与人工噪声（AN）生成的渐近可达保密速率。对于所述可达方案，我们以闭式得到发射信号与AN的最优功率分配策略。对于相关衰落信道情形，我们表明若用户与窃听者的发射相关矩阵正交，则主动窃听者的影响可被完全消除。受此启发，我们提出一种预编码器零空间设计，利用大规模MIMO信道发射相关矩阵的低秩特性，可显著削弱主动窃听者的窃听能力。
引用
@article{arxiv.1505.01231,
title = {Secure Massive MIMO Transmission in the Presence of an Active Eavesdropper},
author = {Yongpeng Wu and Robert Schober and Derrick Wing Kwan Ng and Chengshan Xiao and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.01231},
year = {2015}
}
备注
To appear in ICC 15