Secure and Energy-Efficient Precoding for MIMO Two-Way Untrusted Relay Systems
Secure and Energy-Efficient Precoding for MIMO Two-Way Untrusted Relay Systems
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适用于 MIMO 双向不可信中继系统的安全且节能的预编码
DOI：
10.1109/tifs.2021.3080088
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发表时间：
2021
影响因子：
6.8
通讯作者：
Norio Shiratori
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shuangrui Zhao;Jia Liu;Yulong Shen;Xiaohong Jiang;Norio Shiratori
针对多输入多输出（MIMO）双向中继系统，基于物理层安全技术，研究其安全节能的预编码设计问题。我们首先提供了理论建模的保密能源效率（SEE）的指标，并制定了最佳的预编码设计SEE最大化（SEEM）作为一个高维非凸规划问题。通过探索分式规划，交替优化和半定规划等技术，我们然后开发了一个分层的理论框架来解决SEEM问题，从而确定最佳的预编码设计的源和中继。此外，我们证明了所提出的理论框架也适用于保密和速率最大化的预编码设计问题。最后，借助广义奇异值分解，我们提出了一个次优的中继预编码设计方案，具有显着降低计算复杂度。大量的数值结果表明，所提出的方案可以显着改善MIMO双向不可信中继系统的单粒子发射性能。
This paper focuses on the multiple-input-multiple-output (MIMO) two-way relay system with an untrusted relay and investigates its secure and energy-efficient precoding design issue based on the physical layer security technology. We first provide theoretical modeling for the index of secrecy energy efficiency (SEE) and formulate the optimal precoding design for SEE maximization (SEEM) as a high-dimensional non-convex programming problem. By exploring the techniques like fractional programming, alternate optimization and semi-definite programming, we then develop a hierarchical theoretical framework to solve the SEEM problem and thus to identify the optimal precoding designs for the source and relay. Furthermore, we demonstrate the proposed theoretical framework is also applicable to the problem of precoding design for secrecy sum rate maximization. Finally, with the help of generalized singular value decomposition, we propose a sub-optimal relay precoding design scheme with significantly lower computational complexity. Extensive numerical results provided in the paper indicate that the proposed schemes can remarkably improve the SEE performance in MIMO two-way untrusted relay systems.
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具有完全自适应连接结构的大规模 MIMO 毫米波系统的节能混合预编码
DOI：
10.1109/tcomm.2020.2979139
发表时间：
2019-07
期刊：
IEEE Transactions on Communications,
影响因子：
--
作者：
X. Xue;Y. Wang;L. Yang;Jia Shi;Zan Li
通讯作者：
Zan Li
影响因子：
6.3
作者：
Frederic Gabry;Alessio Zappone;R. Thobaben;Eduard Axel Jorswieck;M. Skoglund
通讯作者：
Frederic Gabry;Alessio Zappone;R. Thobaben;Eduard Axel Jorswieck;M. Skoglund
通过 SWIPT 对 NOMA 进行能效优化
DOI：
10.1109/jstsp.2019.2898114
发表时间：
2019-06-01
影响因子：
7.5
作者：
Tang, Jie;Luo, Jingci;Chambers, Jonathon A.
通讯作者：
Chambers, Jonathon A.
使用 SWIPT 的 MIMOME 系统中的人工噪声辅助能效优化
DOI：
10.1109/lcomm.2017.2697951
发表时间：
2017-04
期刊：
IEEE Communications Letters
影响因子：
--
作者：
Mei Weidong;Chen Zhi;Fang Jun
通讯作者：
Fang Jun
影响因子：
2.5
作者：
Urs Niesen;Devavrat Shah;G. Wornell
通讯作者：
Urs Niesen;Devavrat Shah;G. Wornell