論文の概要: Movable Antenna-Assisted Secret Key Generation over Temporally Correlated Channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.02761v1
- Date: Mon, 02 Nov 2026 08:44:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-11 19:18:53.665995
- Title: Movable Antenna-Assisted Secret Key Generation over Temporally Correlated Channels
- Title（参考訳）: 時間的関連チャネル上での移動可能なアンテナ支援秘密鍵生成
- Abstract要約: 物理層鍵生成(PLKG)は、相互チャネル力学を利用して対称鍵を生成する。
第1近似ガウス-マルコフ過程を用いて、時間的過度に相関したチャネルを特徴づける。
そこで本研究では、SCAベースの投影位置更新が可能なプリンシパル固有ベクトルビームフォーミングソリューションを開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.61324466541062
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Physical-layer key generation (PLKG) exploits reciprocal channel dynamics to generate symmetric keys, addressing the key distribution problem in wireless communications. However, strong temporal correlation in slow-fading environments limits fresh randomness and results in low key generation rates. Movable antennas (MAs) introduce spatial degrees of freedom through antenna repositioning, providing a new approach to addressing the limitation. This paper investigates MA-assisted PLKG over temporally correlated channels. A first-order Gauss-Markov process is utilized to characterize the temporal correlation of multipath gains. We characterize the full-sequence mutual information (MI) over temporally correlated channels. For fixed antenna positions and beamforming, we establish a finite-horizon approximation error bound that vanishes as both effective signal-to-noise ratios (SNRs) increase. We derive a closed-form expression for the one-step conditional MI and adopt it as a tractable key-information metric. A nonconvex problem is formulated to jointly optimize antenna positions and per-slot beamforming under transmit-power and minimum-spacing constraints. We develop an alternating optimization algorithm, combining an exact principal-eigenvector beamforming solution with feasible SCA-based projected gradient position updates. Simulation results demonstrate that the MA-assisted scheme outperforms the fixed-position antenna baseline. At a high temporal correlation coefficient, position optimization achieves approximately $51\%$ higher rates than fixed antennas. Joint position and beamforming optimization provides a further $106\%$ gain over position optimization alone, demonstrating more pronounced gains under strong temporal correlation.
- Abstract（参考訳）: 物理層鍵生成(PLKG)は、相互チャネル力学を利用して対称鍵を生成し、無線通信における鍵分配問題に対処する。
しかし、緩やかな環境下での強い時間相関は、新鮮なランダム性を制限し、結果としてキー生成率が低下する。
移動可能なアンテナ(MA)は、アンテナ再配置によって空間自由度を導入し、この制限に対処するための新しいアプローチを提供する。
時間的相関チャネル上でのMA-assisted PLKGについて検討する。
1次ガウス-マルコフ過程を用いて、マルチパスゲインの時間的相関を特徴づける。
時間的に相関したチャネル上で全系列相互情報(MI)を特徴付ける。
固定アンテナ位置とビームフォーミングに対して、有効信号-雑音比(SNR)の増加とともに消滅する有限水平近似誤差を確立する。
一段階の条件MIに対して閉形式表現を導出し、抽出可能なキー情報計量として採用する。
非凸問題は、送信電力と最小寿命の制約の下で、アンテナ位置とスロットごとのビームフォーミングを共同最適化するために定式化される。
精度の高い主固有ベクトルビームフォーミングソリューションとSCAベースの射影勾配位置の更新を併用した交互最適化アルゴリズムを開発した。
シミュレーションの結果,MA支援方式は固定位置アンテナのベースラインよりも優れていた。
高時間相関係数では、位置最適化は固定アンテナよりも約511\%$高い速度で達成される。
共同位置とビームフォーミング最適化は、位置最適化だけでさらに106\%$利得を与え、強い時間的相関の下でより顕著な利得を示す。
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