Secure Performance Analysis for Multi-Pair AF Relaying Massive MIMO Systems in Ricean Channels

Zhang, Xianyu; Guo, Daoxing; Guo, Kefeng

doi:10.1109/access.2018.2873614

Cited by 20 publications

(23 citation statements)

References 35 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Bảo mật cho hệ thống thông tin vô tuyến MIMO mới chỉ được nghiên cứu trong vài năm gần đây [2,8]. Các kết quả nghiên cứu đã công bố trên thế giới đến nay cho hệ thống thông tin MIMO cỡ rất lớn xem xét cả ba trường hợp sau đây: (i) chỉ có thiết bị tấn công chủ động [9][10][11][12][13][14], (ii) chỉ có thiết bị nghe lén thụ động [15][16][17][18][19][20][21] và (iii) có cả hai loại thiết bị trên [22,23].…”

Section: Giới Thiệuunclassified

“…Tuy nhiên, mô hình kênh truyền Rice phức tạp lại gây khó khăn cho việc phân tích giải tích dung lượng bảo mật của hệ thống [11,26]. Trong phạm vi hiểu biết của các tác giả, mới chỉ có một kết quả nghiên cứu được công bố đưa ra kế quả phân tích giải tích cho hệ thống thông tin MIMO cỡ rất lớn trong điều kiện mô hình kênh truyền Rice [21]. Tuy nhiên, công trình [21] xem xét mô hình hệ thống thông tin có nhiều cặp thu-phát chia sẻ một trạm khuếch đại-chuyển tiếp có rất nhiều ăng-ten.…”

Section: Giới Thiệuunclassified

“…Trong phạm vi hiểu biết của các tác giả, mới chỉ có một kết quả nghiên cứu được công bố đưa ra kế quả phân tích giải tích cho hệ thống thông tin MIMO cỡ rất lớn trong điều kiện mô hình kênh truyền Rice [21]. Tuy nhiên, công trình [21] xem xét mô hình hệ thống thông tin có nhiều cặp thu-phát chia sẻ một trạm khuếch đại-chuyển tiếp có rất nhiều ăng-ten. Ngoài ra, các tác giả của công trình [21] đã sử dụng phương pháp phân tích tiệm cận số lớn khi số ăng-ten tại trạm gốc rất lớn để phân tích giải tích dung lượng bảo mật của hệ thống.…”

Section: Giới Thiệuunclassified

“…Tuy nhiên, công trình [21] xem xét mô hình hệ thống thông tin có nhiều cặp thu-phát chia sẻ một trạm khuếch đại-chuyển tiếp có rất nhiều ăng-ten. Ngoài ra, các tác giả của công trình [21] đã sử dụng phương pháp phân tích tiệm cận số lớn khi số ăng-ten tại trạm gốc rất lớn để phân tích giải tích dung lượng bảo mật của hệ thống. Trong bài báo này, chúng tôi đã đưa ra các kết quả phân tích giải tích dung lượng bảo mật của hệ thống truyền dẫn điểm-điểm với số lượng ăng-ten hữu hạn tại trạm gốc.…”

Section: Giới Thiệuunclassified

See 3 more Smart Citations

Dung lượng bảo mật của hệ thống MIMO cỡ rất lớn khi có thiết bị nghe lén thụ động

Giang¹,

Kiên

2018

Res. Dev. Info. Commun. Tech. J.

View full text Add to dashboard Cite

Các công trình nghiên cứu phát triển Công nghệ Thông tin và Truyền thông Dung lượng bảo mật của hệ thống MIMO cỡ rất lớn khi có thiết bị nghe lén thụ động Tác giả liên hệ: Trương Trung Kiên, kientt@ptit.edu.vn Ngày nhận bài: 21/12/2018, ngày sửa chữa: 26/12/2018, ngày duyệt đăng: 27/12/2018 Xem sớm trực tuyến: 28/12/2018, định danh DOI: 10.32913/rd-ict.vol3.no40.845 Biên tập lĩnh vực điều phối phản biện và quyết định nhận đăng: PGS. TS. Nguyễn Linh TrungTóm tắt: Bảo mật ở lớp vật lý có thể kết hợp với các giải pháp bảo mật ở lớp trên để đảm bảo an ninh thông tin trong mạng thông tin vô tuyến. Các kết quả nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng với điều kiện kênh truyền Rayleigh, việc sử dụng rất nhiều ăng-ten ở trạm gốc giúp hệ thống thông tin MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) cỡ rất lớn tự được bảo mật trước thiết bị nghe lén thụ động. Tuy nhiên, bài báo này sau khi đề xuất các biểu thức dạng đóng cho dung lượng bảo mật cho hệ thống MIMO cỡ rất lớn trong điều kiện kênh truyền Rice có xem xét thành phần truyền tầm nhìn thẳng đã chứng minh được rằng thiết bị nghe lén thụ động có thể ảnh hưởng lớn đến dung lượng bảo mật của hệ thống. Các kết quả mô phỏng được cung cấp để kiểm chứng tính chính xác của các kết quả phân tích giải tích và để rút ra một số chỉ dẫn thiết kế quan trọng.Từ khóa: Dung lượng bảo mật, MIMO cỡ rất lớn, nghe lén thụ động, bảo mật lớp vật lý. Abstract: Physical layer security may be combined with other approaches to make wireless transmissions more secured. Much prior work showed that, thanks to the excessive number of antennas at the base station, massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) systems themselves are inherently robust against passive eavesdropping attacks under the Rayleigh fading channel. After providing closed-form expressions to secret capacity of massive MIMO under the Rician fading channel with line-of-sight transmission, this manuscript, however, showed that passive eavesdroppers may affect negatively the secret capacity. Simulation and numerical results are provided to validate the analytical results and to gain interesting insights into the system design.

show abstract

Section: Giới Thiệuunclassified

See 2 more Smart Citations

Dung lượng bảo mật của hệ thống MIMO cỡ rất lớn khi có thiết bị nghe lén thụ động

Giang¹,

Kiên

2018

Res. Dev. Info. Commun. Tech. J.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…To further extend the previous works, Guo et al [31] investigated the physical layer security in multi-pair communications in massive MIMO relay networks by providing closed-form deterministic equivalents of achievable ergodic rates at legitimate user and eavesdropper. Reference [32] addressed the problem of secure transmission in multi-pair massive MIMO relay network over Ricean fading. However, [31] and [32] only considered a passive eavesdropper, and no existing works on the secure transmission in the multi-pair relaying massive MIMO system with active attacks has been reported.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Secure Transmission in Multi-Pair AF Relaying Massive MIMO Networks Against Active Pilot Spoofing Attacks

Zhang

Guo

et al. 2019

IEEE Access

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This paper investigates the secure transmission in multi-pair massive multiple-input multiple-output amplify-and-forward (AF) relaying networks under active pilot spoofing attacks. The AF relaying beamforming and the artificial noise generation are designed based on the imperfect estimated channel state information. Exploiting a random matrix theory, we first derive the tractable analytical expressions for the end-to-end signal-to-interference-plus-noise ratios (SINRs) at both the intended user and the eavesdropper. Then, we provide the asymptotic results for derived SINRs with respect to the infinite number of relay antennas, unbounded transmit power, and relay power, which show that the SINRs at intended user and eavesdropper are both limited by specific bounds and the effects of relay noise or received additive noise will be eliminated in these extreme power cases. Moreover, power scaling laws are studied to reveal that only the scaled relay power is effective, while source power has no scaling properties for secure transmission in the considered system. To mitigate the severe information leakage, by superimposing a random detection pilot sequence on the training sequence, a simple method based on the minimum description length criterion is provided to detect the presence of the pilot spoofing attacks. The numerical results are provided to confirm the accuracy of our theoretical derivations and illustrate the effectiveness of the proposed scheme. INDEX TERMS Massive MIMO, physical layer security, pilot spoofing attack, active eavesdropping.

show abstract

End-to-end SER of MRT/MRC and SC in multi-hop wireless sensor networks

İlhan

2020

Wireless Netw

View full text Add to dashboard Cite

Secure Performance Analysis for Multi-Pair AF Relaying Massive MIMO Systems in Ricean Channels

Cited by 20 publications

References 35 publications

Dung lượng bảo mật của hệ thống MIMO cỡ rất lớn khi có thiết bị nghe lén thụ động

Dung lượng bảo mật của hệ thống MIMO cỡ rất lớn khi có thiết bị nghe lén thụ động

Secure Transmission in Multi-Pair AF Relaying Massive MIMO Networks Against Active Pilot Spoofing Attacks

End-to-end SER of MRT/MRC and SC in multi-hop wireless sensor networks

Contact Info

Product

Resources

About