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基于非理想信道状态信息的鲁棒安全发送方法
  • ISSN号:1009-5896
  • 期刊名称:电子与信息学报
  • 时间:2015.5
  • 页码:1187-1193
  • 分类:TN929.5[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]75576部队,海南海口570236, [2]国家数字交换系统工程技术研究中心,河南郑州450002
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61171108,61401510)
  • 相关项目:无线通信信道特征等效下的物理层安全性研究
中文摘要:

针对双向多天线中继系统中存在多个单天线窃听者的场景,在保证两个源节点安全速率情况下,提出了两种中继节点发送功率最小化方案:人工噪声辅助的波束成形(artificial noise aided beamforming,ANAB)方案和零空间波束成形(null space beamforming,NSB)方案。ANAB采用半定松弛(semidefinite relaxation,SDR)技术和连续的凸估计(successive convex approximation,SCA)算法,得到局部最优的波束成形和人工噪声协方差矩阵。考虑到中继节点的天线个数大于窃听节点个数,设计了低复杂度NSB方案,在等效窃听信道矩阵的零空间中发送保密信息,通过求解一个SDP问题得到波束成形解。仿真结果表明,所提的安全发送方法可以有效地降低中继节点的发送功率。

英文摘要:

For two-way multi-antenna relay systems in the presence of multiple eavesdroppers e- quipped with a single antenna, two schemes are proposed to minimize the relay power while satisfying individual secrecy rate constraints. For the proposed ANAB scheme, the locally optimal beam-forming and artificial noise covariance matrices are obtained by using the semidefinite relaxation (SDR) technique and the successive convex approximation algorithm. Considering the special case where there are more antennas at the relay than the number of eavesdroppers, the NSB scheme with a lower computation complexity is proposed. The confidential messages are transmitted in the null space of the equivalent eavesdroppers' channel, and the beamforming solution can be obtained by solving a semidefinite programming (SDP). Simulation results demonstrate that the proposed meth- ods can decrease the consumed power at the relay subject to the given secrecy rate constraints.

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期刊信息
  • 《电子与信息学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院电子学研究所 国家自然科学基金委员会信息科学部
  • 主编:朱敏慧
  • 地址:北京市北四环西路19号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jeit@mail.ie.ac.cn
  • 电话:010-58887066
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5896
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4494/TN
  • 邮发代号:2-179
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24739