| 講演名 | 2016-03-02 協調ジャマーを用いたMIMO盗聴チャネルにおけるチャネル推定誤差を考慮した秘密保持容量の下界 岩田 峻弥(慶大), 大槻 知明(慶大), |
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| 抄録(和) | 本稿では, 複数アンテナを装備した送受信器及び盗聴者の存在する multilple-input multiple-output (MIMO) 盗聴チャネルを検討する. Secrecy rateを向上させる技術に, MIMO固有モード伝送と協調ジャミングがある. MIMO固有モード伝送は, 送受信器間で共有しているチャネル行列を用いて並列伝送し, 所望ユーザの相互情報量を最大化する技術である. 一方, 協調ジャミングは, 協調ノード(ジャマー)を用いて, 盗聴者だけを攻撃し, 盗聴者の相互情報量を下げる技術である. しかし, 送信器と協調ジャマーにそれぞれチャネル推定誤差が存在すると, 固有モード間干渉及びジャミング信号の残留干渉が発生し, 所望ユーザの相互情報量が低下する. 我々は従来研究で，チャネル推定誤差が存在する場合, 盗聴者側で受信するストリームは等電力配分と仮定して，干渉がsecrecy rate へどのような影響を与えるを明らかにした. 本稿では, 盗聴者側で受信するストリームは適応リソース制御と仮定し，チャネル推定誤差が存在する場合の所望ユーザの相互情報量及びMinimum mean squared error(MMSE)規範を用いる盗聴者の相互情報量を用いて秘密保持容量の下界を導出し, 固有モード間干渉及びジャミング信号による残留干渉がsecrecy rateに与える影響を解析する. |
| 抄録(英) | We consider a multiple-input multiple-output (MIMO) wiretap channel with one transmitter, one receiver, one cooperative jammer, and one eavesdropper, where each node equips with multiple antennas. Eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) and cooperative jamming are known as techniques for improving secrecy rate. E-SDM enables the transmitter and the legitimate receiver to communicate with each other in parallel using channel state information (CSI) known to them to maximize the legitimate receiver's mutual information. On the other hand, cooperative jamming is to jam only the eavesdropper to degrade an eavesdropper's mutual information. However, co-channel interference and residual interference from the cooperative jammer are caused by channel estimation error, which degrades a legitimate receiver's mutual information. In conventional report, we clarified that how these interferences affect the secrecy rate assuming that an eavesdropper receives the intended signals based on equal power allocation instead of adaptive resource allocation. In this report, assuming that Eve's received signals are based on adaptive resource allocation, we derive a lower bound on secrecy capacity using a legitimate receiver's mutual information in the presence of a channel estimation error and the mutual information of an eavesdropper who uses a minimum mean square error (MMSE) receiver. We analyze the effect of co-channel interference and residual interference from the cooperative jammer on the secrecy rate. |
| キーワード(和) | MIMO盗聴チャネル / チャネル推定誤差 / 物理層セキュリティ / 協調ジャミング / secrecy rate |
| キーワード(英) | MIMO wiretap channel / channel estimation error / physical layer security / cooperative jamming / secrecy rate |
| 資料番号 | RCS2015-360 |
| 発行日 | 2016-02-24 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / CCS / SR / SRW |
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| 開催期間 | 2016/3/2(から3日開催) |
| 開催地（和） | 東京工業大学 |
| 開催地（英） | Tokyo Institute of Technology |
| テーマ（和） | 移動通信ワークショップ |
| テーマ（英） | Mobile Communication Workshop |
| 委員長氏名（和） | 太郎丸 真(福岡大) / 関屋 大雄(千葉大) / 藤井 威生(電通大) / 原田 博司(京大) |
| 委員長氏名（英） | Makoto Taromaru(Fukuoka Univ.) / Hiroo Sekiya(Chiba Univ.) / Takeo Fujii(Univ. of Electro-Comm.) / Hiroshi Harada(Kyoto Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 村田 英一(京大) / 田野 哲(岡山大) / 眞田 幸俊(慶大) / 坪 泰宏(立命館大) / 若宮 直紀(阪大) / 梅林 健太(東京農工大) / 有吉 正行(NEC) / 加藤 正文(富士通) / 田野 哲(岡山大) |
| 副委員長氏名（英） | Hidekazu Murata(Kyoto Univ.) / Satoshi Denno(Okayama Univ.) / Yukitoshi Sanada(Keio Univ.) / Yasuhiro Tsubo(Ritsumeikan Univ.) / Naoki Wakamiya(Osaka Univ.) / Kenta Umebayashi(Tokyo Univ. of Agric. and Tech.) / Masayuki Ariyoshi(NEC) / Masafumi Kato(Fujitsu) / Satoshi Denno(Okayama Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 岡崎 彰浩(三菱電機) / 須山 聡(NTTドコモ) / 荒井 伸太郎(香川高専) / 鳥飼 弘幸(京都産大) / 田久 修(信州大) / 石津 健太郎(NICT) / 中川 匡夫(NTT) / 沢田 浩和(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Akihiro Okazaki(Mitsubishi Electric) / Satoshi Suyama(NTT DoCoMo) / Shintaro Arai(Kagawa National College of Tech.) / Hiroyuki Torikai(Kyoto Sangyo Univ.) / Osamu Takyu(Shinshu Univ.) / Kentaro Ishidu(NICT) / Tadao Nakagawa(NTT) / Hirokazu Sawada(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 増野 淳(NTT) / 山本 哲矢(パナソニック) / 井上 高道(NEC) / 旦代 智哉(東芝) / 西村 寿彦(北大) / 木村 貴幸(日本工大) / Song-Ju Kim(物質・材料研究機構) / 高橋 亮(京大) / 寺前 順之介(阪大) / 矢野 一人(ATR) / 稲森 真美子(東海大) / 芝 宏礼(NTT) / Gia Khanh Tran(東工大) / 温 允(富士通) / 水谷 圭一(京大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Jun Mashino(NTT) / Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Takamichi Inoue(NEC) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Takayuki Kimura(Nippon Inst. of Tech.) / Song-Ju Kim(NIMS) / Ryo Takahashi(Kyoto Univ.) / Junnosuke Teramae(Osaka Univ.) / Kazuto Yano(ATR) / Mamiko Inamori(Tokai Univ.) / Hiroyuki Shiba(NTT) / Gia Khanh Tran(Tokyo Inst. of Tech.) / Wen Yun(Fujitsu) / Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Complex Communication Sciences / Technical Committee on Smart Radio / Technical Committee on Short Range Wireless Communications |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 協調ジャマーを用いたMIMO盗聴チャネルにおけるチャネル推定誤差を考慮した秘密保持容量の下界 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Lower Bound on Secrecy Capacity for MIMO Wiretap Channel Aided by a Cooperative Jammer with Channel Estimation Error |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | MIMO盗聴チャネル / MIMO wiretap channel |
| キーワード(2)（和/英） | チャネル推定誤差 / channel estimation error |
| キーワード(3)（和/英） | 物理層セキュリティ / physical layer security |
| キーワード(4)（和/英） | 協調ジャミング / cooperative jamming |
| キーワード(5)（和/英） | secrecy rate / secrecy rate |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 岩田 峻弥 / Shunya Iwata |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 大槻 知明 / Tomoaki Ohtsuki |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 発表年月日 | 2016-03-02 |
| 資料番号 | RCS2015-360 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | RCS-472 |
| ページ範囲 | pp.163-168(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-02-24 (RCS) |