基于人工噪声预编码的多天线中继安全性能分析

来源：电子与信息学报杂志2016年第10期北京时间：

作者：赵睿, 贺玉成, 周林, 谢维波

单位：2.(华侨大学厦门市移动多媒体通信重点实验室 厦门 361021) ②(西安电子科技大学ISN国家重点实验室 西安 710071)

摘要：为提升存在窃听者的中继网络的安全性能，在多天线放大转发中继端采用人工噪声预编码(ANP)和特征波束形成(EB)安全传输策略，推导了ANP和EB的可达安全速率(EASR)闭合表达式。在中继配置大规模天线时，推导了ANP的EASR下界，并在高信噪比和低信噪比情况下研究了渐近性能。分析和仿真结果显示，在中高信噪比区域，ANP相比于EB可获得显著的性能增益，而在低信噪比区域，EB优于ANP。当信噪比增加时，EB的EASR接近一个与第1跳无关的常数。在高信噪比区域，ANP的最优功率分配方案是将一半左右的功率分配给人工噪声。

关键词：物理层安全, 放大转发中继, 人工噪声, 遍历可达安全速率

基金资助：国家自然科学基金(61401165, 61302095, 61271383)，福建省自然科学基金(2015J01262, 2014J01243)