基于非理想信道状态信息的鲁棒安全发送方法

来源：电子与信息学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：张立健, 金梁, 刘璐, 罗文宇

摘要：针对协方差信道状态信息(Channel State Information, CSI)不理想导致的通信系统安全性能恶化问题，该文提出一种鲁棒的人工噪声辅助的物理层安全发送方法。该方法基于非理想的协方差信道信息，对发送者的波束成形向量及人工噪声协方差进行联合优化设计，从而最大化系统的最差情况安全速率(Worst-Case Secrecy Rate, WCSR)。该功率受限的安全速率最大化问题是非凸的，采用半定松弛(SemiDefinite Relaxation, SDR)技术和Lagrange对偶理论将其转化为一系列的半定规划(SemiDefinite Program, SDP)问题进行求解。仿真结果表明，与现有方案相比，所提方法的安全性能有了明显的提升。

关键词：无线通信, 物理层安全, 安全速率, 非理想信道状态信息, 人工噪声, 鲁棒性

基金资助：国家自然科学基金(61171108, 61401510, 61379006)资助课题