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On the Fast Fading Gaussian Wiretap Channel With Statistical Channel State Information at the Transmitter

机译：具有统计信道状态信息的发射机快速衰落高斯窃听信道

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In this paper, we investigate the ergodic secrecy capacity of the fast fading Gaussian wiretap channel when only the statistics of the channel state information are known at the transmitter. We derive conditions for the existence of degradedness and a positive ergodic secrecy capacity under the usual stochastic order, the convex order, and the increasing convex order between the legitimate and eavesdropper channels. For more general orders, we prove the secrecy capacity of layered erasure wiretap channels and propose a layered signaling for the achievable scheme, and we derive an upper bound on the capacity for fast fading Gaussian wiretap channels. Finally, the numerical results show that under Nakagami- fast fading channels, the proposed layered signaling outperforms the Gaussian codebook in several cases. In particular, in certain cases, the Gaussian codebook can achieve only a zero secrecy rate, whereas the proposed scheme achieves positive secrecy rates. Therefore, the connectivity of wireless networks can be significantly improved by the proposed scheme.
机译：在本文中，我们研究了在发射机处仅知道信道状态信息的统计信息时，快速衰落的高斯窃听信道的遍历保密能力。我们推导了在合法和窃听通道之间的通常随机顺序，凸顺序和凸顺序递增的情况下，存在退化性和正遍历保密能力的条件。对于更一般的命令，我们证明了分层擦除窃听通道的保密能力，并为可实现的方案提出了分层信令，并且推导了快速衰落的高斯窃听通道的容量上限。最后，数值结果表明，在Nakagami快速衰落信道下，所提出的分层信令在某些情况下优于Gaussian码本。特别地，在某些情况下，高斯码本只能达到零保密率，而所提出的方案却能达到正保密率。因此，所提出的方案可以显着改善无线网络的连接性。

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