具有部分窃听者信道状态信息的无线供能中继系统的安全传输与自能量回收
信息论
2018-04-25 v1 math.IT
摘要
本文关注具有不完美窃听者信道状态信息（ECSI）的无线供能中继系统的安全传输。为高效能量传输与信息中继，提出一种新颖的两阶段协议，其中中继以全双工（FD）模式工作以实现无线能量与信息的同步传输。与现有协议相比，所提设计具有两个主要优势：1）充分利用中继的可用硬件资源（天线单元）并提供更高的保密速率；2）在中继处实现自能量回收（S-ER），即将 FD 操作产生的回环干扰（LI）收集并重新用于信息中继。为通过联合设计源与中继波束成形器及功率分配比来最大化最坏情况保密速率（WCSR），建立了一个优化问题。该问题被证明为非凸，其求解难点在于如何同时解出波束成形器与功率分配比。为应对此困难，提出一种替代方法，将原问题转化为三个子问题。通过迭代求解这些子问题，获得了原问题的鲁棒波束成形器与功率分配比的闭式解。仿真结果表明，所提基于 S-ER 的安全传输方案优于传统的基于时间切换的中继（TSR）方案，最大 WCSR 增益达 80%。结果还表明，复用空闲天线进行信息接收的方案其 WCSR 性能远优于仅利用单根接收天线的方案。
引用
@article{arxiv.1712.10145,
title = {Secure Transmission and Self-Energy Recycling for Wireless-Powered Relay Systems with Partial Eavesdropper Channel State Information},
author = {Jingping Qiao and Haixia Zhang and Feng Zhao and Dongfeng Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.10145},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 9 figures