针对窃听者粗略CSI的安全空间调制发射天线选择与波束成形器设计
信号处理
2019-05-27 v1
摘要
空间调制（SM）辅助网络的安全性总可以通过降低期望链路功率来改善，但代价是恶化其误码率性能并消耗用于人工噪声（AN）投影（ANP）的功率。我们在安全SM辅助网络的背景下，构建了关于发射天线选择与ANP的最大化 secrecy rate（Max-SR）联合优化问题，该问题在数学上是一个非线性混合整数规划问题。为求解此问题，我们提供了一对方案，即联合方案与分离方案。具体而言，采用SR的精确近似以降低计算复杂度，并通过凸优化为任意给定激活天线组（AAG）找到最优AN协方差矩阵（ANCM）。然后，给定大量AAG，采用模拟退火机制优化AAG的选择，当AAG变化时，相应的ANCM也由该优化方法重新计算。为进一步降低上述联合优化的复杂度，还提出了一种低复杂度两阶段分离优化方法。此外，当发射天线数趋于无穷时，Max-SR问题等价于最大化期望用户的信干噪比与窃听者信干噪比之比。因此原问题化简为分数规划问题，从而可大幅降低优化问题的计算复杂度。仿真结果表明，所提算法在获得的SR性能上优于现有的基于泄露的零空间投影方案，并以轻微的SR性能损失大幅降低了复杂度。
引用
@article{arxiv.1905.10088,
title = {Transmit Antenna Selection and Beamformer Design for Secure Spatial Modulation with rough CSI of Eve},
author = {Guiyang Xia and Yan Lin and Tingting Liu and Feng Shu and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.10088},
year = {2019}
}