使用时域人工噪声与密钥辅助方案的安全增强 SC-FDMA 传输
网络与互联网体系结构
2018-05-15 v1 信息论
math.IT
摘要
我们研究了上行单载波频分多址 (SC-FDMA) 系统的物理层安全。多个用户 Alice 在窃听者 Eve 存在的情况下，向共同的合法基站 Bob 发送机密消息。为了保护合法传输，每个用户在时域 SC-FDMA 数据块上叠加一个人工噪声 (AN) 信号。我们通过假设简单的逐子信道检测器，降低了 Bob 接收端的计算和存储需求。我们假设 Eve 除了具有高计算能力外，还拥有所有链路的全局信道知识，并采用高复杂度检测器，如单用户最大似然 (ML)、多用户最小均方误差 (MMSE) 和多用户 ML。我们分析了时域 AN 信号的相关特性，并说明了 Eve 如何利用这些特性来减弱 AN 的影响。我们证明，能够降低 Eve 信噪比 (SNR) 的有效 AN 流的数量取决于 Alice-Bob 和 Alice-Eve 链路的信道记忆。此外，我们增强了 Eve 具有部分 Alice-Bob 信道知识时的系统安全性，此时 Eve 仅知道数据和 AN 信号的预编码矩阵，而不知道整个 Alice-Bob 信道矩阵，并提出了一种将时域 AN 与基于信道的密钥提取相结合的混合方案。
引用
@article{arxiv.1805.04768,
title = {Security-Enhanced SC-FDMA Transmissions Using Temporal Artificial-Noise and Secret-Key Aided Schemes},
author = {Mohamed F. Marzban and Ahmed El Shafie and Naofal Al-Dhahir and Ridha Hamila},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04768},
year = {2018}
}