多发单收窃听信道中人工噪声辅助的鲁棒波束成形设计
本文关键词:多发单收窃听信道中人工噪声辅助的鲁棒波束成形设计 出处:《西安交通大学学报》2017年11期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:针对无线通信物理层安全中合法用户接收的信息易受到非法窃听者窃听的问题,提出了一种人工噪声辅助的鲁棒波束成形(AN-RBF)设计方案。首先,利用信道估计分别获取发射端到合法用户的瞬时非理想信道状态信息(CSI)和发射端到窃听者的统计CSI;然后,在发射端向合法用户发送的信号中添加人工噪声,通过对有用信号和人工噪声进行联合优化,在满足发射功率控制和中断概率限制的约束条件下实现安全传输速率的最大化。AN-RBF方案发射端仅需获取窃听者的统计CSI,且发射端获取的合法用户的瞬时CSI是非理想的,系统开销少,另外,人工噪声的添加可以降低窃听者接收端信干噪比,提高多发单收(MISO)窃听信道中的安全传输速率。仿真结果表明,在20dB功率且仿真环境相同的情况下,所提AN-RBF方案的安全速率比各态同向人工噪声辅助方案提高了约2bit·(s·Hz)-1。
[Abstract]:Aiming at the problem that the information received by legitimate users in the physical layer of wireless communication is vulnerable to eavesdropping by illegal eavesdroppers, a robust beamforming scheme aided by artificial noise is proposed. Firstly, a robust beamforming scheme is proposed. The instantaneous non-ideal channel state information (CSI) from the transmitter to the legitimate user and the statistical CSI from the transmitter to the eavesdropper are obtained by channel estimation. Then, the artificial noise is added to the signal sent by the transmitter to the legitimate user, and the useful signal and the artificial noise are jointly optimized. Under the constraints of power control and outage probability limit, the security transmission rate maximization. AN-RBF scheme only need to obtain the statistical CSI of eavesdroppers. And the instantaneous CSI of the legitimate user obtained by the transmitter is not ideal, and the system cost is less. In addition, the addition of artificial noise can reduce the signal-to-noise ratio of the eavesdropper. The simulation results show that under the same simulation environment and 20 dB power. The security rate of the proposed AN-RBF scheme is about 2 bit 路s 路Hzn-1 higher than that of each state codirectional artificial noise auxiliary scheme.
【作者单位】: 西安交通大学电子与信息工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(61431011,61302068)
【分类号】:TN918
【正文快照】: 无线通信的广播性和开放性使其极易受到窃听和干扰等安全威胁[1-5],因此,保证无线通信的安全传输变得尤为重要。相对于传统的加密方法,物理层安全旨在利用无线通信的物理层特性,如噪声、衰落等,以信息论中的理论为基础保证无线通信的安全性。此外,进入20世纪末,多输入多输出(M
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本文编号:1415985
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