基于非完美信道状态的下行OFDMA系统中优化物理层安全问题的资源分配算法研究（英文）

作者：Wei YANG; Jing MAO; Chen CHEN; Xiang CHENG; Liu-qing YANG; Hai-ge XIANG

来源：Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 2018, 19(03): 398-409.

• 资源分配
• 正交频分多址(OFDMA)
• 非完美信道状态信息
• 物理层安全

介绍了一种基于正交频分多址(OFDMA)技术的下行通信系统中优化物理层安全问题的资源分配方案。假设系统中存在多名合法用户和一名采取"被动窃听"方式的非法入侵者,同时考虑基站端收到合法用户和窃听者的信道状态信息均含有误差。讨论了3种非完美信道状态信息情况,分别是:(1)信道信息存在估计误差;(2)信道信息反馈存在时延,需要通过预测估计当前信道状态;(3)反馈信道容量受限,导致量化误差,运用率失真理论可以推导出反馈信道容量的下界。我们把优化问题建模成一个功率和子载波的联合分配问题,优化目标为最大化用户最小的遍历安全容量。该优化问题是一个混合整数非线性规划问题,最优解计算复杂度较高。为降低求解复杂度,提出一种两步次优算法,分别进行子载波分配和功率分配。在给定某种子载波分配方案时,可以通过一种多项式复杂度算法,得出最优功率分配方案。仿真结果证明我们提出的算法在性能上可以逼近最优解。

• 单位
  区域光纤通信网与新型光纤通信系统国家重点实验室; 北京大学