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【24h】

Beamforming for fading wiretap channels with partial channel information

机译：带有部分信道信息的淡化窃听信道的波束成形

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Secrecy on the physical layer receives increased research interest. Especially in the wireless communication scenarios, the interest in confidentiality of messages increases. In this paper, we discuss the effectiveness of the beamforming strategies maximum ratio transmission (MRT), zero forcing (ZF), and an optimized beamforming (BF) strategy for the transmission under secrecy constraints. The applied channel model is the flat-fading MISO (multiple-input single-output) wiretap channel, where the channel to the eavesdropper is only partly known at the transmitter. The scenario with perfect and no channel information to the eavesdropper are included as special cases. We show that under certain conditions the achievable secrecy rates for the transmission with optimized beam-forming can be increased by transmitting artificial noise (AN) in the null space of the channel to the intended receiver, which produces additional interference only at the eavesdropper. We provide a characterization of the optimal beamforming and artificial noise beamforming and analyze the optimal power allocation for asymptotic cases (low and high SNR as well as no and perfect channel information). Numerical simulations illustrate the results.
机译：物理层的保密性受到越来越多的研究兴趣。特别是在无线通信场景中，对消息机密性的兴趣增加了。在本文中，我们讨论了波束成形策略的最大比率传输（MRT），零强制（ZF）和优化的波束成形（BF）策略在保密约束下传输的有效性。所应用的信道模型是平坦衰落的MISO（多输入单输出）窃听信道，其中到窃听者的信道仅在发射器处部分已知。作为特例，包括了对窃听者而言完美且没有通道信息的场景。我们表明，在某些条件下，可以通过在信道的零空间中将人工噪声（AN）传输到预期的接收器来提高具有最佳波束形成的传输的可达到的保密速率，这只会在窃听者处产生额外的干扰。我们提供了最佳波束形成和人工噪声波束形成的特征，并分析了渐近情况（低和高SNR以及没有完美信道信息）的最佳功率分配。数值模拟说明了结果。

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