Algorithms are provided to build a large set of unique complex-valued orthogonal space-time block codes (STBCs) from a known or standard STBC. A physical layer security (PLS) scheme is proposed to take advantage of this set by alternating the STBC in use over a multiple-input single-output (MISO) or multiple-input multiple-output (MIMO) communications link between base station (BS) and user equipment (UE). A practical procedure is proposed and demonstrated to build individual STBCs from the set without use of a lookup table. The sufficient statistic is given and proven to allow for maximal ratio combining (MRC) by the intended receiver for all STBCs in the set. An algorithm is offered for the UE to update the MRC matrix in use as the STBC alternates. Definitions are provided for cryptograms, key residues (KRs), key residue classes (KRCs), and message and cryptogram residue classes pertaining to STBC PLS schemes. These definitions are used to present analysis of the information-theoretic security of the proposed PLS scheme to include message and key equivocation. Theoretical expected bit error rate (BER) for a passive eavesdropper is proven and plotted along with Monte Carlo simulations for confirmation. Discussion of different attack models is provided. Cost and attack complexity are compared between the proposed scheme and two related techniques from the literature.

中文翻译：

---

通过交替正交空时分组码实现多输入多输出系统的物理层安全性

提供了从已知或标准STBC构建大量独特的复数值正交空时分组码（STBC）的算法。提出了一种物理层安全性（PLS）方案，以通过在基站（BS）之间的多输入单输出（MISO）或多输入多输出（MIMO）通信链路上交替使用正在使用的STBC来利用此设置。 ）和用户设备（UE）。提出并演示了一种实用程序，无需使用查找表即可从该组构建单个STBC。给出并证明了足够的统计量，以允许目标接收机针对集合中的所有STBC进行最大比率合并（MRC）。当STBC交替时，为UE提供了一种算法来更新使用中的MRC矩阵。提供了有关密码，密钥残留（KR），密钥残留类别（KRC），以及与STBC PLS方案有关的消息和密码残差类。这些定义用于对所提出的PLS方案的信息理论安全性进行分析，以包括消息和密钥等同性。验证了无源窃听者的理论预期误码率（BER），并将其与Monte Carlo仿真一起绘制以进行确认。提供了不同攻击模型的讨论。比较了所提出的方案和文献中的两种相关技术的成本和攻击复杂性。验证了无源窃听者的理论预期误码率（BER），并将其与Monte Carlo仿真一起绘制以进行确认。提供了不同攻击模型的讨论。比较了所提出的方案和文献中的两种相关技术的成本和攻击复杂性。验证了无源窃听者的理论预期误码率（BER），并将其与Monte Carlo仿真一起绘制以进行确认。提供了不同攻击模型的讨论。比较了所提出的方案和文献中的两种相关技术的成本和攻击复杂性。