吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (3): 955-963.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603042
雷维嘉, 朱茂娟, 谢显中
LEI Wei-jia, ZHU Mao-juan, XIE Xian-zhong
摘要: 考虑MIMO无线中继网络的安全传输问题,网络中每个节点配备多天线,可获得全部信道状态信息。将干扰对齐与协作干扰相结合,通过预编码使干扰机发送的干扰信号与发送端发送的人工噪声在合法接收端对齐,并与保密信号子空间相互独立,合法接收端可将干扰与人工噪声消除。在窃听端干扰、人工噪声和保密信号处于同一子空间,窃听端无法消除干扰和人工噪声,窃听性能受到较大的抑制。给出了发送端、中继端和干扰机的信号发送和预编码方案,以及合法接收端的干扰消除方案,并从保密速率和保密中断概率两方面对系统的安全性能进行分析和仿真。仿真结果表明,相比于其他系统,保密速率提升,而中断概率下降。
中图分类号:
[1] Cadambe V R, Jafer S A. Interference alignment and degrees of freedom of the K-user interference channel[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2008, 54(8): 3425-3441. [2] 张金波, 袁超伟, 王秋才, 等. 一种多小区多用户THP的干扰对齐方案[J]. 吉林大学学报:工学版, 2014, 44(2): 531-537. Zhang Jin-bo, Yuan Chao-wei, Wang Qiu-cai, et al. Interference alignment scheme for multicell multiuser system through THP[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2014, 44(2): 531-537. [3] Koyluoglu O O, El Gamal H, Lai Li-feng , et al. Interference alignment for secrecy[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2011, 57(6): 3323-3332. [4] 朱茂娟, 雷维嘉, 谢显中, 等. 基于实干扰对齐技术的两用户中继辅助信道的安全自由度分析[J]. 重庆邮电大学学报:自然科学版, 2014, 26(4): 445-450. Zhu Mao-juan, Lei Wei-jia, Xie Xian-zhong, et al. Secure degrees of freedom of two-user relay-assisted channel based on real interference alignment[J]. Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications(Natural Science Edition), 2014,26(4): 445-450. [5] Sasaki S, Shimizu T, Iwai H, et al. Secure communications using interference alignment in MIMO interference channels[C]∥2012 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP). Nagoys, 2012: 762-765. [6] Goel S, Negi R. Guaranteeing secrecy using artificial noise[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2008, 7(6): 2180-2189. [7] Lai S H, Lin P H, Lin S C, et al. On optimal artificial-noise assisted secure beamforming for the multiple-input multiple-output fading eavesdropper channel[C]∥2012 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC). Shanghai, China, 2012: 513-517. [8] Lin P H, Lai S H, Lin S C,et al. On secrecy rate of the generalized artificial-noise assisted secure beamforming for wiretap channels[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2013, 31(9): 1728-1740. [9] Xie Ke, Chen Wen, Wei Li-li. Increasing security degree of freedom in multiuser and multieve systems[J]. IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 2013, 8(3): 440-449. [10] Bassily R, Ulukus S. Ergodic secret alignment[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2012, 58(3): 1594-1611. [11] Lee J H,Chae S H, Wan C. Opportunistic jammer selection for secure degrees of freedom[C]∥2012 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM). Anaheim, CA, 2012: 4862-4867. [12] Fakoorian S A A, Swindlehurst A A. Solutions for the MIMO gaussian wiretap channel with a cooperative jammer[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2011, 59(10): 5013-5022. [13] Sun C C, Chen Z, An S W. Interference alignment for the MIMO wiretap channel with a hostile jammer[C]∥2012 8th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (WiCOM). Shanghai, China, 2012: 1-5. [14] Lin M, Ge J, Yang Y, et al. Joint cooperative beamforming and artificial noise design for secrecy sum rate maximization in two-way AF relay networks[J]. IEEE Communications Letters, 2014, 18(2): 380-383. [15] Wang H, Liu F, Xia X. Joint source-relay precoding and power allocation for secure amplify-and-forward MIMO relay networks[J]. IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 2014, 9(8): 1240-1250. [16] Ding Z, Peng M, Chen H H. A general relaying transmission protocol for MIMO secrecy communications[J]. IEEE Transactions on Communications, 2012, 60(11): 3461-3471. [17] 雷维嘉,左莉杰,谢显中.部分信道状态信息下抗窃听协作中继传输方案[J].吉林大学学报:工学版,2015,45(5):1658-1664. Lei Wei-jia,Zuo Li-jie,Xie Xian-zhong.Eavesdropping-resistant cooperative relay transmission scheme with partial channel state information[J].Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2015,45(5):1658-1664. |
[1] | 周彦果,张海林,陈瑞瑞,周韬. 协作网络中采用双层博弈的资源分配方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1879-1886. |
[2] | 孙晓颖, 扈泽正, 杨锦鹏. 基于分层贝叶斯网络的车辆发动机系统电磁脉冲敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1254-1264. |
[3] | 董颖, 崔梦瑶, 吴昊, 王雨后. 基于能量预测的分簇可充电无线传感器网络充电调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1265-1273. |
[4] | 牟宗磊, 宋萍, 翟亚宇, 陈晓笑. 分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1274-1281. |
[5] | 丁宁, 常玉春, 赵健博, 王超, 杨小天. 基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1298-1304. |
[6] | 陈瑞瑞, 张海林. 三维毫米波通信系统的性能分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 605-609. |
[7] | 张超逸, 李金海, 阎跃鹏. 双门限唐检测改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 610-617. |
[8] | 关济实, 石要武, 邱建文, 单泽彪, 史红伟. α稳定分布特征指数估计算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 618-624. |
[9] | 李炜, 李亚洁. 基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 245-258. |
[10] | 孙晓颖, 王震, 杨锦鹏, 扈泽正, 陈建. 基于贝叶斯网络的电子节气门电磁敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 281-289. |
[11] | 武伟, 王世刚, 赵岩, 韦健, 钟诚. 蜂窝式立体元图像阵列的生成[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 290-294. |
[12] | 袁建国, 张锡若, 邱飘玉, 王永, 庞宇, 林金朝. OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 295-300. |
[13] | 王金鹏, 曹帆, 贺晓阳, 邹念育. 基于多址干扰和蜂窝间互扰分布的多载波系统联合接收方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 301-305. |
[14] | 石文孝, 孙浩然, 王少博. 无线Mesh网络信道分配与路由度量联合优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1918-1925. |
[15] | 姜来为, 沙学军, 吴宣利, 张乃通. LTE-A异构网络中新的用户选择接入和资源分配联合方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1926-1932. |
|