大规模 MIMO 系统对导频污染攻击的脆弱性
信息论
2019-01-25 v1 math.IT
摘要
我们考虑一个单小区大规模 MIMO 系统，其中配备大量天线的基站 (BS) 在存在攻击者的情况下，同时向多个单天线用户进行传输。基站基于上行导频传输获取信道状态信息 (CSI)。在本文中，我们展示了 CSI 估计阶段对恶意攻击的脆弱性。为此，我们研究了两种攻击模型。在第一种模型中，攻击者旨在通过污染上行导频来最小化下行传输的和速率。在第二种模型中，攻击者利用其带内全双工能力，在 CSI 估计和数据传输阶段生成干扰信号。我们在两种下行功率分配策略下研究了这些攻击，分别考虑攻击者知道和不知道基站及用户位置的情况。所构建的问题利用随机优化、拉格朗日最小化和博弈论方法求解。我们获得了该问题一种特殊情况的闭式解。此外，我们分析了导频污染攻击下的可实现个体保密速率，并给出了这些速率的上界。我们的结果表明，所提出的攻击会使大规模 MIMO 系统的吞吐量降低一半以上。
引用
@article{arxiv.1710.02796,
title = {Vulnerabilities of Massive MIMO Systems Against Pilot Contamination Attacks},
author = {Berk Akgun and Marwan Krunz and O. Ozan Koyluoglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02796},
year = {2019}
}