基于人工噪声多用户MIMO系统的窃密算法

王　舒,达新宇,褚振勇

(空军工程大学信息与导航学院,陕西 西安 710077)



基于人工噪声多用户MIMO系统的窃密算法

王舒,达新宇,褚振勇

(空军工程大学信息与导航学院,陕西 西安 710077)

人工噪声是一种保障无线通信系统物理层安全的有效策略。现有针对基于人工噪声保密系统的窃密算法仅适用于单用户多输入单输出系统,该文针对这一问题,提出了两种适用于多用户多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)系统的窃密算法。首先通过基于人工噪声的多用户MIMO系统模型与盲源分离线性混合模型的比对,提出了基于盲源分离理论的窃密思路,其次通过改进两种盲源分离算法中的分离矩阵以及选择的非线性函数结构,消除了原始算法估计秘密源信号出现的相位模糊性,同时对每一步迭代中的分离矩阵进行归一化,避免了幅度的不确定性。仿真结果表明,所提两种方法在有效窃密的同时具有较低的计算复杂度,另外,当窃听天线数目越多时,窃密效果越好。

物理层安全; 多用户多输入多输出; 人工噪声; 盲源分离

0　引　言

由于无线信道的开放性和电磁信号传播的广播特性使无线通信系统对保密性以及安全性的需求变得日益突出。依赖密钥体制的传统保密系统在计算机的高速发展下不再绝对安全。利用无线信道的广播特性以及动态特征的物理层安全技术成为近年来的研究热点[1-2]。文献[3]提出保密容量(secrecy capacity)的概念并用来衡量系统的保密性能。文献[4]指出,在高斯广播信道下,当主信道容量大于窃听信道容量时,即保密容量大于零时,定义系统为安全的。……