论衰落信道的保密容量

我们考虑在存在窃听者的情况下，通过遍历衰落信道进行信息的安全传输。我们所考虑的窃听者可被视为 Wyner 窃听者的无线对应物。在渐近长相干间隔的假设下，对该系统的保密容量进行了表征。我们首先考虑完全信道状态信息（CSI）的情况，即发射机可以获取合法接收机和窃听者的信道增益。在完全 CSI 假设下的保密容量可作为发射机仅已知合法接收机 CSI 时的保密容量上限，后者随后进行了表征。在每种场景下，均获得了完全保密容量以及最优功率和速率分配策略。随后，我们提出了一种低复杂度的开/关（on/off）功率分配策略，仅利用主信道 CSI 即可实现接近最优的性能。更具体地说，当平均信噪比（SNR）趋于无穷大时，该方案被证明是渐近最优的，并且有趣的是，它被证明能够达到完全 CSI 假设下的保密容量。总体而言，信道衰落对保密容量具有积极影响，而基于主信道 CSI 的速率自适应对于促进慢衰落信道上的安全通信至关重要。