The Gaussian Multiple Access Wire-Tap Channel with Collective Secrecy Constraints
我们考虑高斯多址有线抽头信道（GMAC-WT）。在这种情况下，多个用户与预期的接收器进行通信，而智能且知情的窃听器在接收器处接收信号的降级版本。我们定义了一个合适的安全措施，这种多访问环境。我们推导出一个外边界的速率区域，使保密到一定程度可以保持。我们还发现，使用高斯码本，一个可实现的这样的保密区域。高斯码字被示出以实现总和容量外界，并且可实现区域与高斯码字的外界一致，给出输入被约束为高斯时的容量区域。我们提出的数值结果显示新的速率区域，并将其与高斯多址接入信道（GMAC）没有保密约束。
2006-05-06 cs.CR cs.IT math.IT
General non-asymptotic and asymptotic formulas in channel resolvability and identification capacity and their application to wire-tap channel
建立了信道可分辨性和识别容量的非渐近公式，并将其应用于窃听信道。通过使用这些公式，上述三个问题的$ε$容量被认为是在最一般的设置，其中没有结构的假设，如固定的无记忆性能的信道。因此，我们解决了Han & Verdu和Han提出的一个公开问题.此外，我们还得到了窃听信道中窃听者信息量和错误概率指数的下界。
2005-12-22 cs.IT math.IT
The Ergodic Capacity of The MIMO Wire-Tap Channel
这篇论文已经撤回，以提供定理1和引理1的逆的更严格的证明。
2009-07-21 cs.IT math.IT
The Gaussian multiple access wire-tap channel: wireless secrecy and cooperative jamming
我们考虑一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）。在这种情况下，多个用户在存在智能且知情的窃听者的情况下与预期接收器通信。我们定义了两个合适的保密措施，称为个人和集体，以反映在这个多路访问环境的系统的信心。我们确定可实现的速率，使得可以保持一定程度的保密性，使用高斯码本。我们还发现外边界的情况下，当窃听者收到的预期接收器的信号的降级版本。在退化的情况下，高斯码字，以实现集体约束的总和容量。此外，TDMA方案也实现了两组约束的总和容量。数值结果表明，新的速率区域，并与高斯多址接入信道（GMAC）的容量区域没有保密约束。然后，我们发现的秘密和速率最大化的发射机的功率分配，并表明，合作干扰方案可以用来提高可实现的速率在这种情况下。
2007-02-09 cs.CR cs.IT math.IT
On the Secrecy Exponent of the Wire-tap Channel
我们推导出一个指数衰减的上限上的未规范化的信息量泄露给Wyner的窃听通道设置的窃听器。我们的特点是指数的界限作为一个函数的随机性所使用的编码器。该指数与Hayashi（2011）的最新工作相匹配，据我们所知，Hayashi（2011）是文献中存在的最佳指数。我们的证明--像Han等人（2014）和Hayashi（2015）一样--完全基于i.i.d.。随机编码构造，而Hayashi（2011）的构造另外需要使用随机通用散列函数。
2015-07-29 cs.IT math.IT
Non-Malleable Codes from the Wire-Tap Channel
最近，Dziembowski等人引入了不可延展码（NMC）的概念，其灵感来自密码学中的不可延展性概念和Gennaro等人在2004年关于防篡改安全性的工作。非正式地，当使用NMC时，如果攻击者修改码字，则解码此修改的码字将返回原始消息或完全无关的值。NMC的定义与授权给攻击者的一系列修改有关。在他们的论文中，Dziembowski等人提出了一种对所有位独立函数族有效的构造。在这篇文章中，我们研究了由Ozarow和Wyner在1984年引入的第二版Wire-Tap（WT）信道与NMC之间的联系。使用陪集编码，我们描述了一个新的建设NMC w.r.t.按位独立函数族的子集。我们的计划是更容易建立和更有效的比Dziembowski等人提出的。
2011-05-19 cs.CR cs.IT math.IT
Towards the Secrecy Capacity of the Gaussian MIMO Wire-tap Channel: The 2-2-1 Channel
我们发现的2-2-1高斯MIMO窃听信道，其中包括一个发射机和一个接收机与两个天线，和一个窃听器与一个单一的天线。我们确定这个通道的保密能力，提出一个可实现的计划，然后开发一个紧的上限，满足建议的可实现的保密率。我们表明，对于这个通道，高斯信号的波束形成的形式是最佳的，没有预处理的信息是必要的。
2007-09-21 cs.IT math.IT
Secure Communications over Fading Channels
研究了衰落窃听信道，其中源到目的地信道和源到窃听器信道除了加性高斯噪声项之外还被乘性衰落增益系数破坏。假设信道状态信息在发射机和接收机处都是已知的。首先研究了具有独立子信道的并行窃听信道，作为衰落窃听信道的信息论模型。建立了并行窃听信道的保密容量。这个结果，然后专门给衰落窃听信道的保密能力，这是实现与源节点动态改变功率分配根据信道状态实现。最后给出了实现保密容量的最优源功率分配方案。
2007-08-20 cs.IT math.IT
A Compressed Sensing Wire-Tap Channel
研究了一种受压缩感知启发的乘性高斯窃听信道。上下限的保密能力的推导，并示出相对紧的大系统限制的一大类压缩传感矩阵。令人惊讶的是，它示出，该信道的保密容量几乎等于没有任何保密约束的能力，只要窃听者的信道是严格差于预期的接收器的信道。换句话说，窃听者几乎可以看到一切，但几乎什么也学不到。这种行为与许多通常研究的窃听信道形成鲜明对比，这是因为少量的线性投影可以在估计稀疏向量的能力方面产生至关重要的差异。
2011-05-13 cs.IT math.IT
Coded Caching in the Presence of a Wire and a Cache Tapping Adversary of Type II
本文将缓存挖掘的概念引入到编码缓存的信息论模型中。窃听通道II在多个接收器配备有固定大小的高速缓存存储器的存在下，和一个对手，它选择的符号挖掘到从缓存的位置和/或交付介绍。合法终端既不知道是否放置、递送或两者都被窃听，也不知道它们被窃听的位置。只有整个抽头集的大小是已知的。对于两个接收器和两个文件，强保密能力-最大可实现的文件速率，同时保持整个库非常安全-被确定。当库中有两个以上的文件时，导出了强保密文件率的上下界。可验证性依赖于结合了窃听编码、安全嵌入代码、一次性密钥和编码缓存的代码设计。一个genie-aided上限，其中发射机提供了用户的需求之前，放置，建立了两个文件的情况下，相反。对于两个以上的文件，上界由三个连续的通道转换构造。我们的研究结果建立了可证明的安全保证，对一个强大的对手，优化其窃听在两个阶段的通信中的缓存辅助系统。
2021-02-12 cs.IT math.IT
On the Optimal Precoding for MIMO Gaussian Wire-Tap Channels
本文研究了多输入多输出（MIMO）窃听信道的保密率问题。发射机、合法接收机和窃听器都配备有多个天线。假设从发射机到合法用户和窃听者的信道状态在发射机处是已知的。在这方面的贡献，我们解决的问题，找到最佳的预编码器/传输协方差矩阵最大化的保密率给定窃听信道。问题的配方被证明是等价的凸函数规划问题的差异和解决这个问题的一个有效的算法。
2014-11-01 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of the Gaussian Wire-Tap Channel with Finite Complex Constellation Input
研究了当输入来自有限复星座时离散无记忆高斯抽头信道的保密容量。它示出了一个有限的星座图的保密容量曲线的SNR绘制，对于一个固定的窃听者的信道的噪声方差有一个内部点的全局最大值。这与在高斯码本输入的情况下已知的情况相反，在高斯码本输入的情况下，保密容量曲线是SNR的有界单调递增函数。给出了BPSK、4-QAM、16-QAM和8-PSK等常用星座的频谱容量曲线，并通过仿真得到了最大信噪比。证明了有限星座的保密容量曲线只有一个最大值。
2010-10-06 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the Multiple-Antenna Wire-tap Channel
研究了短时功率约束下的衰落多天线（MIMO）窃听信道。定义了秘密分集增益和秘密复用增益。使用这些定义，秘密分集复用权衡（DMT）的计算分析没有发射机侧信道状态信息（CSI）和完整的CSI。当发送端没有CSI时，在高斯码本的假设下，证明了窃听者同时窃取了发送端和接收端的天线，秘密DMT依赖于剩余的自由度.当CSI在发射机（CSIT）处可用时，窃听者仅窃取发射机天线。这种对CSI可用性的依赖性不同于没有保密约束的DMT结果，其中在短期功率约束下，对于发射机处的无CSI和全CSI，DMT保持相同。当CSIT可用时，示出迫零型方案以实现秘密DMT。
2010-12-10 cs.IT math.IT
Applications of LDPC Codes to the Wiretap Channel
随着量子密钥分发（QKD）系统的出现，现在可以实现加密密钥的分发的完美（即信息理论）安全性。QKD系统和类似的协议使用经典的纠错码来进行纠错（使诚实的一方纠正错误）和隐私放大（使窃听者完全无知）。从编码的角度来看，与这种设置相对应的一个很好的模型是Wyner在1975年引入的窃听信道。本文研究了抽头信道的基本极限和编码方法。我们提供了另一种观点的证明窃听信道的保密能力，并显示如何实现代码的能力可以用来实现任何窃听信道的保密能力。我们还考虑了二进制擦除信道和二进制对称信道的窃听信道的特殊情况，并提出了具体的实用代码。在某些情况下，我们的设计实现了保密能力，在其他情况下，代码提供的安全率低于保密能力。对于一个无噪声的主信道和二进制擦除信道的特殊情况下，我们考虑编码器和解码器的设计实现秘密的窃听信道上的代码，我们表明，它是可能的构造线性时间可解码的保密码的基础上LDPC码，实现保密。
2007-01-29 cs.CR cs.IT math.IT
An Improved Feedback Coding Scheme for the Wire-tap Channel
窃听信道模型是物理层安全的重要组成部分。具有无噪声反馈的窃听信道（WTC-NF）特别有趣，因为它显示了当私人反馈可用时可以做什么。现有的基于秘密密钥的反馈编码方案集中于从反馈中产生密钥并使用该密钥来保护部分传输消息。它已被证明，这种基于秘密密钥的反馈编码方案是最佳的退化的WTC-NF，并找到一个最佳的反馈方案，一般的WTC-NF激励我们利用其他用途的反馈。本文提出了一种新的反馈编码方案，该方案中的反馈不仅用于生成密钥，而且还用于生成帮助信息，帮助合法参与者改善他们之间的通信。我们表明，所提出的新的反馈方案的性能优于已经存在的一个，并给出了一个二元的例子，以进一步解释本文的结果。
2018-04-25 cs.IT math.IT
On The Achievable Rate Region of a New Wiretap Channel With Side Information
提出了一种新的可应用的边信息分离的窃听信道，该信道由一个发送者、一个合法接收者和一个窃听者组成。在所考虑的情况下，从发射机到合法接收机和窃听者的链路经历不同的条件或信道状态。因此，合法的接收者和窃听者通过具有不同信道状态的信道来监听发送的信号，这些信道状态可能彼此具有某种相关性。假设发射机非因果地知道主信道的状态，并使用该知识来编码其消息。窃听通道的状态在任何地方都是未知的。一个可实现的模糊率区域推导出该模型，并与现有的作品。在某些特殊情况下，将所得结果推广到高斯窃听信道。
2012-04-01 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region of Non-Orthogonal Multiple Access Systems with Wireless Powered Decoder
非正交多址（NOMA）是5G系统中用于大量无线节点的同时接入的候选多址方案。另一方面，RF使能的无线能量收集是用于自我可持续的无线节点的有前途的技术。在本文中，我们考虑了一个NOMA系统，其中附近的用户从强无线电信号中获取能量以打开信息解码器。结合传统的时间切换和功率分配方案，提出了一种广义的能量收集方案。所提出的方案的可实现的速率区域的特点下，恒定和动态解码功耗模型。在解码功率恒定的情况下，通过求解两个凸优化子问题得到了可达速率区域，并给出了时间切换和功率分配两种特殊情况下的可达速率区域的封闭形式。如果解码功率与数据率成正比，则可通过穷举搜索算法找到可达到的速率区域。数值结果表明，该广义方案的可达速率域大于时间切换方案和功率分配方案，速率相关的译码器设计有助于扩大可达速率域。
2018-06-07 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for OFDM-Based Wire-Tap Channels with Arbitrarily Distributed Inputs
在本文中，我们研究的功率分配，最大化的保密率的正交频分复用（OFDM）系统在任意分布的输入。考虑到通常假设的高斯输入是不现实的，我们专注于保密系统与更实际的离散分布式输入，如PSK，QAM等，而高斯分布的输入实现的保密率是凹的发射功率，我们已经发现并严格证明，保密率是非凹下的任何离散输入。因此，传统的凸优化方法不再适用。为了解决这个非凹功率分配问题，我们提出了一个有效的算法。其与最优性的差距以$O(1/\sqrt{N})$的速率渐近地消失，并且其复杂度以O（N）的数量级增长，其中$N$是子载波的数量。数值结果说明了所提出的算法的有效性。
2011-08-14 cs.IT math.IT
Achievable Rate and Optimal Physical Layer Rate Allocation in Interference-Free Wireless Networks
本文分析了在物理层衰落信道和正交多址接入下，无干扰无线网络的可达速率。作为起点，考虑点对点信道。我们找到了最佳的物理层和网络层的速率权衡，最大限度地提高了可实现的整体速率为固定速率传输方案和改进的方案的基础上，多个虚拟用户和叠加编码。这些初步的结果扩展到网络设置，在那里，基于割集配方，在每个节点的可达到的速率和它的上界。我们提出了一种分布式优化算法，它允许联合确定的最大可实现的速率，最佳的物理层速率在每个网络链路上，并在网络层上的机会背压型路由策略。这从本质上证明了现有无线网络中的分层架构是合理的。最后，我们表明，所提出的分层优化方法可以实现几乎所有的遍历网络容量在高信噪比。
2009-05-17 cs.IT math.IT
Generalizing Multiple Access Wiretap and Wiretap II Channel Models: Achievable Rates and Cost of Strong Secrecy
本文研究了新的两用户多址窃听信道模型。首先，介绍了三种不同的窃听方案下的具有离散无记忆主信道的多址窃听信道II。窃听器，在经典的窃听信道II模型，选择一个固定长度的子集的信道使用，她获得无噪声的观察一个码字，一个叠加的两个码字，或每两个码字。因此，这些扩展了最近审查的窃听通道II与嘈杂的主通道的多址设置与各种攻击模型的窃听。接下来，提出了一种新的多址窃听信道模型，该模型进一步推广了第三种窃听场景下的多址窃听信道II，即，提出了一种具有最强对抗性的模型。在该模型中，窃听器除了选择一个信道子集用于无噪声地观察两个用户发送的码字符号外，还通过一个离散的无记忆多址信道来观察两个码字的剩余部分。导出了所有模型的可扩展强保密率区域。通过求解源模型中的双重多终端秘密密钥协商问题，并使用概率分布近似参数将解转换为原始信道模型来建立可验证性。推导出的可达到的速率区域量化的保密成本，由于额外的能力，窃听器相对于以前的多址窃听模型。
2018-02-06 cs.IT math.IT
On the Gaussian Multiple Access Wiretap Channel and the Gaussian Wiretap Channel with a Helper: Achievable Schemes and Upper Bounds
我们研究了高斯两用户多址窃听信道（G-MAC-WT）和高斯窃听信道与助手（G-WT-H）的确定性近似。这些近似使得结果超出最近显示的2/3和1/2安全自由度（s.d.o.f.）分别用于G-MAC-WT和G-WT-H。当s.d.o.f.通过真实干涉对准获得，我们的方法使用信号尺度对准。我们展示了独立于信道增益的合理性的可实现的方案。此外，我们的研究结果可以区分信道强度，特别是两个用户之间，并建立依赖于这种差异的保密率。我们可以证明，由此产生的可实现的保密率趋于s.d.o.f.用于使信道增益差消失。此外，我们扩展了以前的和发展新的技术来证明一般s.d.o.f.边界变化的信道强度，并表明我们的可实现的计划达到一定的信道增益参数的界限。我们相信我们的分析是对G-MAC-WT和G-WT-H进行恒定间隙分析的下一步。
2018-04-23 cs.IT math.IT
An Achievable Region for the Multiple Access Wiretap Channels with Confidential and Open Messages
本文研究了离散无记忆多址窃听信道的容量域，在此信道中，用户除了发送机密信息外，还可以发送开放信息。所有这些消息都是为合法的接收者准备的，但只有机密消息需要保护免受窃听者的攻击。通过使用随机编码，我们找到了一个可实现的保密率区域，在该区域内可以实现完美的保密，即，所有用户都可以以任意小的错误概率与合法接收方通信，而泄露给窃听者的机密信息趋于零。
2020-01-11 cs.IT math.IT
One-Shot Achievable Secrecy Rate Regions for Quantum Interference Wiretap Channel
本文研究了单次设置下经典输入量子干涉信道的可达保密率域。其主要思想是采用叠加和速率分割相结合的编码方案，构造一种基于同时解码的解码方案。
2023-01-09 cs.IT math.IT quant-ph
Large System Achievable Rate Analysis of RIS-Assisted MIMO Wireless Communication with Statistical CSIT
可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）是一种新兴的无线通信技术，它通过在表面上安装大量的近被动反射元件来提高无线通信的能量消耗和系统性能。研究了一种下行RIS-assisted多输入多输出（MIMO）无线通信系统，该系统包括基站到RIS、RIS到用户和基站到用户三个Rician信道通信链路。该算法的目标是利用基站的统计信道状态信息，在基站处设计最优的发送协方差矩阵，在RIS处设计最优的对角相移矩阵，以最大化可达到的各态历经速率。因此，利用高维随机矩阵理论中的副本方法，得到了可达遍历速率的大系统近似。这种大系统近似使得能够使用交替优化算法来识别渐进最优的发射协方差和对角相移矩阵。仿真结果表明，大系统的结果是一致的，可达到的遍历速率通过蒙特卡罗平均计算。仿真结果表明，该算法能够显著提高RIS辅助MIMO系统的性能。
2021-03-16 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom for the MIMO Wire-tap Channel with a Multi-antenna Cooperative Jammer
研究了多天线协作干扰下的多天线窃听信道。特别地，安全自由度（s.d.o.f.）利用发射机处的$N_t$天线、合法接收机处的$N_r$天线以及窃听者处的$N_e$天线，针对协作干扰机处的天线数量$N_c$的所有可能值，建立该信道的所有可能值。在确定结果时，需要分别考虑$N_c$的几个不同范围。这些范围的$N_c$的下限和上限推导，并示出是紧的。所开发的可扩展性技术依赖于各种信令、波束成形和对准技术，这些技术根据每个终端处的天线的（相对）数量以及s.d.o.f.是整数值。具体而言，它表明，无论何时s.d.o.f.是整数值，用于传输和协作干扰的高斯信令、在发射机和协作干扰机处的线性预编码以及在合法接收机处的线性处理足以实现s.d.o.f.的渠道。相比之下，当s.d.o.f.不是整数，可实现的方案需要依赖于发射机和协作干扰机处的结构化信令，以及联合信号空间和信号尺度对准。通过结合允许发射机和合作干扰机之间充分合作的上界与利用保密性和可靠性约束的另一个上界来建立逆。
2015-12-22 cs.IT math.IT
Coding with Scrambling, Concatenation, and HARQ for the AWGN Wire-Tap Channel: A Security Gap Analysis
本研究探讨使用非系统性通道码，以获得安全的传输加性高斯白噪声（AWGN）窃听通道。与以往的方法不同，我们提出通过对信息比特进行加扰来实现非系统编码传输，并通过理论论证和数值模拟来表征加扰传输的比特出错率。我们已经集中在Bose-Chaudhuri-Hocquenghem（BCH）和低密度奇偶校验（LDPC）码的一些例子来估计的安全间隙，我们已经使用作为物理层安全性的措施，除了比特出错率。基于一些数值例子，我们发现，这样的传输技术可以优于替代的解决方案。事实上，当窃听者（Eve）的信道比授权用户（Bob）的信道差时，达到给定安全级别所需的安全间隙非常小。通过在帧块上而不是在单个帧上实现加扰和解扰操作，可以进一步减少实现足够安全性所需的Eve信道相对于Bob信道的降级量。虽然夏娃的信道具有等于或优于鲍勃的信道的质量，我们已经表明，使用混合自动重传请求（HARQ）协议与认证仍然允许实现足够的安全级别。最后，用窃听者对消息的含糊率来衡量一些实际方案的保密性能，并与理想码的保密性能进行比较。
2013-08-29 cs.IT math.IT
Active and Passive IRS Jointly Aided Communication: Deployment Design and Achievable Rate
在这封信中，我们研究了从发射机（Tx）到接收机（Rx）的无线点对点通信，这是由一个有源智能反射表面（AIRS）和一个无源IRS（PIRS）的联合援助。我们通过以不同顺序部署两个IRS来考虑两种实用的传输方案，即Tx $\rightarrow$ PIRS $\rightarrow$ AIRS $\rightarrow$ Rx（TPAR）和Tx $\rightarrow$ AIRS $\rightarrow$ PIRS $\rightarrow$ Rx（TARP）。假设视线信道，我们推导出可实现的速率为两个方案，通过优化的AIRS的位置与PIRS的位置固定。我们的分析表明，当PIRS元件的数量和/或AIRS放大功率小时，AIRS应部署在更靠近Rx的两种方案中，TAPR优于TPAR与各自的优化AIRS/PIRS的位置。仿真结果验证了我们的分析，并显示了相当大的性能增益实现的联合优化的AIRS/PIRS部署在基线双PIRS系统在相同的功率和IRS元素的预算。
2022-12-29 cs.IT eess.SP math.IT
MAC Wiretap Channels with Confidential and Open Messages: Improved Achievable Region and Low-complexity Precoder Design
本文针对多址窃听信道，提出扩大可达区域的新方法并给出通用可达性证明，同时设计低复杂度预编码器。
2023-06-21 cs.IT math.IT
Asymmetric Transmitter Cooperation in Multiuser Wireless Networks: Achievable Rate Regions
在这项工作中，我们得出可实现的速率区域的三用户干扰信道与非对称发射机的合作和各种解码能力的接收机。三用户信道促进了发射机之间的消息共享的不同方式。我们介绍了两种自然的方式扩展单向消息共享的概念，从两个用户到三个用户-（i）累积的消息共享和（ii）主要的消息共享。此外，我们定义了几个认知干扰信道的解码能力的基础上的接收机。我们采用的编码技术，这是一个组合的叠加和Gel'fand-Pinsker编码技术，推导出一个可实现的速率区域的每个认知干扰信道。仿真结果，通过考虑高斯信道的情况下，使本文考虑的两个消息共享方案的视觉比较。它还提供了有用的见解的影响，在发射机的消息分裂和解码能力的接收机上的可实现的速率。
2011-02-22 cs.IT math.IT
Unifying notions of generalized weights for universal security on wire-tap networks
基于线性网络编码的网络安全性已经得到了广泛的研究。然而，以前用于此目的的线性码在比网络上使用的更大的字段上是线性的。在这项工作中，我们引入了新的参数（相对维数/秩支持配置文件和相对广义矩阵权重）的线性代码，在网络中使用的字段是线性的，测量这些代码的通用安全性能。所提出的新参数使我们能够在无噪声网络上对所有可能的参数使用最佳通用安全线性码，与以前的工作相反，也使我们能够为Guruswami等人最近提出的列表可解码秩度量码添加通用安全性。我们给出了新参数的几个性质：单调性，Singleton型上下界，对偶定理，以及线性码等价的定义和刻画。最后，我们表明，我们的参数严格扩展相对尺寸/长度配置文件和相对广义汉明重量，分别和相对尺寸/交叉配置文件和相对广义秩权重。此外，我们证明了广义矩阵权重大于Delsarte广义权重。
2016-12-06 cs.IT math.IT
Sum Secrecy Rate in Full-Duplex Wiretap Channel with Imperfect CSI
在本文中，我们考虑在全双工窃听信道中存在窃听者和不完美的信道状态信息（CSI）的可实现的和保密率。我们假设参与全双工通信的用户和窃听者都有单天线。用户具有各自的发射功率约束。它们还发射干扰信号以提高保密率。通过最大化和保密率得到可实现的完美保密率域。给出了相应的消息信号和干扰信号的最佳功率。数值结果表明，不完美的CSI上的可实现的保密率区域的影响。
2014-01-16 cs.IT math.IT
The Three Node Wireless Network: Achievable Rates and Cooperation Strategies
我们考虑由三个节点组成的无线网络，并受到半双工和总功率约束的限制。这个公式包含了文献中研究的许多特殊情况，并允许捕捉它们所共有的共同特征。这里，我们关注三种特殊情况，即1）中继信道，2）组播信道，和3）会议信道。这些特殊情况被合理地选择以反映不同程度的复杂性，同时突出三节点无线网络的不同变体所共享的共同点。对于中继信道，我们提出了一个新的合作计划，利用无线反馈增益。该方案结合了解码转发和压缩转发策略的优点，避免了早期工作中采用的理想反馈假设。我们的分析表明，该方案的可实现的速率在低和高的信号噪声比制度的反馈增益递减。受建议的反馈策略的启发，我们确定了一个贪婪的合作框架，适用于组播和会议通道。我们的性能分析揭示了几个很好的性质，建议贪婪的方法和合作的源信道编码在利用接收机侧信息的无线网络设置的核心作用。我们的证据合作组播边信息依赖于新的嵌套和独立的装箱编码器以及列表解码器。
2005-07-01 cs.IT math.IT
The Two-Way Wiretap Channel: Achievable Regions and Experimental Results
这项工作认为，双向窃听信道中，两个合法的用户，爱丽丝和鲍勃，希望交换信息安全的存在下，一个被动的窃听夏娃。在全双工的情况下，每个节点可以同时发送和接收，我们获得了新的可实现的保密率区域的基础上，允许两个用户，以共同优化他们的信道前缀分布和装箱码本，除了密钥共享的想法。新的区域被证明是严格大于已知的一类广泛的离散无记忆和高斯信道。在半双工的情况下，用户只能在任何给定的自由度上发送或接收，我们引入了随机调度的思想，并建立了显着的增益，它提供了可实现的保密和速率。我们进一步开发了基于IEEE 802.15.4启用传感器板的实验设置，并使用该测试平台来表明，可以利用通信的双向性质，通过适当随机化的发射功率电平和传输时间表，在无噪声的前夕引入显着的模糊性。
2011-10-01 cs.IT math.IT
QoS-distinguished Achievable Rate Region for High Speed Railway Wireless Communications
在高速铁路通信系统中，当训练高速行驶时，训练与基站之间的无线信道变化剧烈，因此必须进行合理的功率分配以保证系统性能。此外，如何评估新场景下的性能极限也是需要考虑的问题。为此，本文研究了在高速铁路场景下无线通信的性能限制。针对训练和基站之间传输的混合信息具有不同的服务质量（QoS）要求，本文采用基于QoS的可达速率域来表征传输性能。证明了传统的遍历容量和具有唯一QoS要求的中断容量可以看作是本文提出的可达速率域的两种极端情况。给出了相应的最优功率分配策略，以达到最大可达速率域边界。通过与传统策略的比较，验证了该策略在绿色通信方面的优势，即最小化平均发射功率。此外，在非均匀广义运动的情况下，混合信息传输的分析，以确认所提出的策略的鲁棒性能。文中还指出了非匀速运动与匀速运动相比所造成的性能损失，并提出了一个确定性的最坏瞬时速度实现情况作为系统性能的下界。
2014-11-21 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of the Multiple Access Wiretap Channel with Multiple Antennas
我们考虑一个两用户多输入多输出（MIMO）多址窃听信道，每个发射机上都有$N$天线，合法接收机上有$N$天线，窃听者上有$K$天线。我们确定了最佳和安全自由度（s.d.o.f.）对于此模型，对于所有$N$和$K$值。我们将我们的问题细分为几个制度的基础上的值的$N$和$K$，并提供可实现的计划的基础上，真正的和矢量空间对齐技术的固定和衰落信道增益，分别。为了证明可实现的方案的最优性，我们提供匹配转换为每个政权。我们的研究结果表明窃听天线的数量如何影响最佳和s.d.o.f.多址窃听频道的
2016-04-12 cs.CR cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Broadcast Wiretap Channel with Asymmetric Side Information
在本文中考虑的通信场景对应于一个多用户信道边信息，并由两个合法的接收器和窃听器的广播信道。主要得到以下结果。首先，一个可实现的速率区域提供了（一般）情况下的离散输入离散输出通道，推广现有的结果。其次，所得到的定理是用来获得可实现的传输速率为两个实际情况下的高斯信道。结果表明，已知扰动可以扩大带边信息的广播窃听信道的速率域，在解码端加入边信息也可以提高带边信息的广播窃听信道的保密率。第三，我们首次建立了动态游戏中多用户通道和观察结构之间的明确联系。在这方面，我们将展示如何利用证明的可扩展性定理（离散情况下），得出一个通信兼容的上限上的最小最大水平的球员。
2012-10-23 cs.GT cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions Using Novel Location Assisted Coding (LAC)
最近无线设备数量的增加是由灵巧家庭和物联网（IoT）的不断增长的市场推动的。因此，射频（RF）频谱的扩展和/或有效利用对于适应无线带宽的这种增加至关重要。或者，最近的自由空间光（FSO）通信技术已经证明了构建WiFO（使用毫微微小区架构的高容量室内无线网络）的可行性。由于FSO传输不干扰RF信号，因此这种系统可以与当前的WiFi系统集成，以提供带宽的数量级改进。WiFO的一个新组件是它能够联合编码来自不同流的比特以实现最佳传输。在本文中，我们介绍了WiFO架构和一种新的合作传输框架，使用位置辅助编码（LAC）技术，以增加整体无线容量。具体而言，将表征使用LAC的WiFO的可实现速率区域。数值和理论分析验证了所提出的编码方案。
2017-02-03 cs.IT math.IT
Performance assessment and design of finite length LDPC codes for the Gaussian wiretap channel
在这项工作中，我们研究的可靠性和保密性能实现的实际LDPC码在高斯窃听信道。虽然一些工作已经在渐近条件下解决了这个问题，即，在无限长度码字的假设下，对于有限长度状态，仅存在几种方法。我们提出了一种方法来衡量实际代码的性能，并将其与渐近条件下可实现的性能进行比较。此外，基于我们采用的保密指标来实现这一目标，我们提出了一个代码优化算法，它允许设计不规则LDPC码能够接近最终的性能极限，即使在适度小的码字长度（在10000位的顺序）。
2015-06-05 cs.CR cs.IT math.IT
On Secrecy Rate Analysis of MIMO Wiretap Channels Driven by Finite-Alphabet Input
本文研究了有限字母表信源输入对多天线窃听系统保密率的影响。现有的工作特点的最大可实现的保密率或保密容量的单天线和多天线系统的高斯源信号和保密码的基础上。尽管高斯信源不切实际，但线性信道高斯输入和相应输出之间的互信息的紧凑的封闭形式的表达导致了高斯输入假设在物理保密分析中的广泛应用。从实际应用的角度出发，研究了有限离散星座对多天线窃听信道可达保密率的影响。我们提出的预编码方案将多天线系统转换为一组并行信道。基于这种预编码策略，我们提出了一种基于对偶分解的分散功率分配算法，以最大化可达保密率。此外，我们分析了在低信噪比和高信噪比的情况下，有限字母输入的可实现的保密率。我们的研究结果表明，在有限字母输入的系统和高斯输入的系统之间的保密率有很大的差异。
2012-01-21 cs.IT math.IT
Sum Secrecy Rate in MISO Full-Duplex Wiretap Channel with Imperfect CSI
本文研究了在MISO（multiple-input-single-output）{ \em full-duplex}窃听信道中，存在被动窃听者和不完全信道状态信息（CSI）时的可达和保密率.我们假设参与全双工通信的用户具有多个发射天线，并且用户和窃听者各自具有单个接收天线。用户具有各自的发射功率约束。它们还发射干扰信号以提高保密率。通过最大化最坏情况下的和保密率，得到了可实现的完美保密率域。我们还得到了相应的发送协方差矩阵与消息信号和干扰信号。数值结果表明，不完美的CSI上的可实现的保密率区域的影响。
2015-03-25 cs.IT math.IT
Wireless Information and Energy Transfer for Decode-and-Forward Relaying MIMO-OFDM Networks
研究了具有能量收集中继的多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统的系统可达速率及其优化问题。首先，我们提出了一种基于时间交换的中继（TSR）协议，以实现中继器处的同时信息处理和能量收集。然后，我们从理论上讨论了它的可达速率性能，并制定了一个优化问题，以最大限度地提高系统的可达速率。由于该问题求解困难，我们设计了一种增广拉格朗日罚函数（ALPF）方法，并通过大量的仿真实验验证了分析结果的准确性和ALPF方法的有效性。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Rate-Energy Region in Wireless Information and Power Transfer: New Receiver Architecture and Practical Modulation
当执行同时的无线信息和功率传输时，由于接收到的功率被用于两个不同的目的，因此存在可实现速率和所收获的能量之间的基本折衷。该折衷的特征在于速率-能量区域，并且已经提出了几种技术来改善可实现的速率-能量区域。然而，现有的技术仍然有相当大的损失，无论是在能量或速率，因此，已知的可实现的速率-能量区域是远离理想的。推导出该方案的速率-能量区域的严格上界和下界，证明了该方案的速率-能量区域几乎可以扩展到理想的上界。与现有技术相反，在所提出的方案中，信息解码电路不仅提取幅度和相位信息，而且还将提取的信息与从整流信号获得的幅度信息组合。因此，解码所需的能量可以被最小化，并且因此所提出的方案实现了接近最优的速率-能量区域，这意味着在可实现的速率-能量区域中的基本折衷几乎被消除。为了实际考虑理论上可实现的速率-能量区域，我们还提出了具有高斯最大似然检测的$M$ -ary多级循环QAM的实际示例。
2018-02-05 cs.IT math.IT
Relative generalized matrix weights of matrix codes for universal security on wire-tap networks
基于线性网络编码的网络安全性已经得到了广泛的研究。然而，用于此目的的先前线性码和码对在比网络上使用的域更大的域上是线性的，这限制了最佳通用安全码的可能分组长度，不允许应用已知的列表可解码的秩度量码，并且需要在大的域上执行操作。在这项工作中，我们引入了新的参数（相对广义矩阵权重和相对维数/秩支持配置文件）的代码对，在网络中使用的字段是线性的，并表明他们衡量这些代码对的通用安全性能。对于单码和非方阵，广义矩阵权与已有的Delsarte广义权一致，从而证明了后者与安全网络编码之间的联系。作为主要应用，建议的新参数使我们能够：1）对于所有可能的分组长度，特别是对于之前未考虑的分组长度，在无噪声网络上获得最佳通用安全线性码，2）基于Guruswami等人的最近构造，获得具有多项式大小的列表的第一通用安全列表可解码的秩度量码对，3）得到了线性码安全等价的新刻画。最后，我们表明，我们的参数扩展相对广义汉明重量和相对尺寸/长度配置文件，分别和相对广义秩重量和相对尺寸/交叉配置文件，分别。
2017-08-25 cs.IT math.IT
Achievable Secrecy Sum-Rate in a Fading MAC-WT with Power Control and without CSI of Eavesdropper
我们考虑一个两用户衰落多址接入信道与窃听器（MAC-WT）的发射机有信道状态信息（CSI）的预期接收机，但不窃听（前夕）。我们提供了一个可实现的最佳功率控制的保密和速率。接下来，我们提供了一个保密的和率与最佳功率控制和合作干扰（CJ）。然后，我们研究了一个可实现的保密和速率采用ON/OFF功率控制方案，这是更容易计算。我们还采用CJ在这个功率控制方案。结果表明，即使在不知道信道的CSI的情况下，CJ也能显著提高保密和速率。在高信噪比下，没有信道状态信息时的保密和速率（有CJ）超过了有信道状态信息时的保密和速率（无CJ）。
2011-10-17 cs.IT math.IT
Optimal Signaling of MISO Full-Duplex Two-Way Wireless Channel
我们在一个多输入单输出（MISO）全双工双向信道的自干扰模型，并评估可实现的速率区域。我们制定的边界的可实现率区域称为帕累托边界的一个家庭的耦合，非凸优化问题。我们的主要贡献是解耦和重新制定原来的非凸优化问题的一个家庭的凸半定规划问题。对于MISO全双工双向信道，我们证明了波束成形是一种最优的传输策略，可以达到帕累托边界上的任何点。此外，我们提出了一个封闭形式的表达的最佳波束成形的权重。在我们的数值例子中，我们量化的增益在所提出的波束成形的可实现的速率在迫零波束成形。
2015-01-17 cs.IT math.IT
Myopic Coding in Wireless Networks
我们研究了通过多中继网络从源到汇的数据传输的可达速率。我们研究了全知编码，其中所有节点都被认为是在每个节点的编码设计可实现的速率。我们发现，当最大化可实现的速率时，并非所有节点都需要在编码和解码方面与所有其他节点“合作”。这导致我们提出一个约束网络，每个节点在编码和解码过程中只考虑几个相邻节点。我们称之为近视编码，并计算近视编码可达到的速率。我们的例子表明，当节点在低信噪比下传输，这些速率是接近全知编码，当网络是不受约束的。这表明，对网络的短视看法可能与全球观点一样好。此外，近视编码具有对拓扑变化更鲁棒的实际优点。它还减轻了全知编码方案的高计算复杂性和大缓冲器/存储器要求。
2006-04-25 cs.IT math.IT
On the Deterministic Sum-Capacity of the Multiple Access Wiretap Channel
我们研究了两个用户多址窃听信道的确定性近似。这种近似使得结果超出了最近显示的$\tfrac{2}{3}$安全自由度（s.d.o.f.）高斯多址接入信道当s.d.o.f.通过真实干涉对准获得，我们的方法使用信号尺度对准。我们展示了一个可实现的方案，这是独立的信道增益的合理性。此外，我们的结果可以区分信道强度，特别是两个用户之间，并建立一个保密率依赖于这种差异。我们可以证明，由此产生的可实现的保密率趋于s.d.o.f.用于使信道增益差消失。此外，我们扩展了s.d.o.f.约束到一个一般的约束不同的信道强度，并表明我们的可实现的方案达到一定的信道增益参数的约束。我们相信，我们的分析是高斯多址窃听信道的恒定间隙分析的第一步。
2017-01-25 cs.IT math.IT
On The Design of Signature Codes in Decentralized Wireless Networks
本文讨论了一种统一的方法，对分散的无线网络中的单独的发射机-接收机对通信。通常，用户不知道彼此的码本，并且没有中央控制器来将网络中的资源分配给用户。介绍了一种随机化信令方案，其中每个用户沿着由一定字母表上的非零元素序列组成的随机生成的扩频码对其高斯信号进行本地扩频。除了扩展之外，每个发射机还在传输之间独立地屏蔽其输出。利用熵幂不等式的条件版本和混合高斯随机向量的微分熵的一个关键引理，为用户开发了可实现的速率。可以看出，随着用户数量的增加，网络的可实现的和复用增益接近集中式正交方案，其中完全避免了多用户干扰。一个有趣的观察是，一般来说，扩频码的元素在底层字母表上不是等概率的。最后，使用最近开发的刘-Viswanath极值不等式，我们提出了一个最优性的结果表明，高斯信号的传输通过扩展和掩蔽产生更高的可实现的速率比最大可实现的速率仅通过应用掩蔽。
2010-03-01 cs.IT math.IT
Enhancing Secrecy Rates in a wiretap channel
可靠的通信对可达到的速率，即香农容量施加了上限。Wyner的窃听编码，它确保了安全约束，除了可靠性，也导致可实现的速率的降低。为了减轻损失的保密率，我们提出了一个编码方案，我们使用足够旧的消息作为密钥，并证明了该方案的多个消息是安全的（w.r.t.）窃听者掌握的所有信息我们还表明，我们可以实现强意义上的安全。接下来，我们考虑一个衰落窃听信道的窃听者的信道的完整的信道状态信息，并使用我们的编码/解码方案，以实现保密容量接近香农容量的主信道（在遍历意义上）。最后，我们还考虑的情况下，发射机不具有的瞬时信息的信道状态的窃听，但只有其分布。
2017-02-11 cs.CR cs.IT math.IT
Achievable Regions and Precoder Designs for the Multiple Access Wiretap Channels with Confidential and Open Messages
本文研究了多址窃听（MAC-WT）信道的保密容量域，其中，除了机密消息，用户还可以发送开放消息。所有这些消息都是为合法的接收者（或简称为Bob）准备的，但只有机密消息需要被保护免受窃听者（Eve）的攻击。我们首先考虑一个离散的无记忆（DM）MAC-WT信道，其中Bob和Eve联合解码他们感兴趣的消息。通过使用随机编码，我们找到了一个可实现的速率区域，在该区域内可以实现完美的保密，即，所有用户都可以以任意小的错误概率与Bob通信，而泄露给Eve的机密信息趋于零。由于联合解码的高实现复杂度，我们还考虑了DM MAC-WT信道，其中Bob简单地独立解码消息，而Eve仍然应用联合解码。然后，我们将DM情况下的结果扩展到高斯向量（GV）MAC-WT信道。基于信息论的结果，我们进一步最大化的总和保密率的GV MAC-WT系统的所有用户设计的预编码器。由于问题是非凸的，我们提供迭代算法来获得次优解。仿真结果表明，与现有方案相比，所提算法能大大提高通信的保密性，与只关注网络保密性能的工作相比，由于可以同时传输开放消息，因此能有效提高系统的频谱利用率。
2021-07-29 cs.IT math.IT
Quantum Multiple Access Wiretap Channel: On the One-Shot Achievable Secrecy Rate Regions
本文研究了经典-量子多址窃听信道（CQ-MA-WTC）在单次触发条件下的性能。在这方面，我们分析了CQ-MA-WTC使用同时基于位置的解码器进行可靠的解码，并使用一种新引入的技术，以安全地解码。此外，为了比较，我们分析了CQ-MA-WTC使用森的单次联合典型性引理可靠解码。基于位置的同时解码器往往会出现多假设检验问题。此外，使用凸分裂来分析同时场景中的隐私标准变得有问题。为了克服这两个问题，我们首先引入一个新的通道，可以被认为是一个双重的CQ-MA-WTC。这种信道被称为具有多个消息的点对点量子窃听信道（PP-QWTC）。在下文中，作为解决该问题的策略，我们还研究和分析了单次设置下的量子广播信道（QBC）。
2023-01-06 cs.IT math-ph math.IT
Improving Wireless Physical Layer Security via Exploiting Co-Channel Interference
本文考虑的情况下，源-目的地对需要建立一个机密的连接，对外部窃听者，由另一个源-目的地对交换公共消息所产生的干扰的帮助。目标是计算MIMO两用户窃听网络的最大可实现保密自由度（S.D.o.F）区域。首先，提出了一种合作保密传输方案，证明了该方案的可行集可以实现所有的S.D.o.F.。两人在S.D.O.F.区域边界以这种方式，S.D.o.F.区域被简化为最大化S.D.o.F.的问题。对提出的传输方案。可达到的最大S.D.o.F.区域边界点以封闭形式获得，实现最大S.D.o.F.的预编码矩阵的构造。提供了区域边界。获得的解析表达式清楚地显示了最大可实现S.D.o.F.之间的关系区域和每个终端的天线数量。
2016-02-22 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Two-Hop Relay Assisted Wiretap Channels
近年来，增强物理层特性以确保通信安全受到了相当大的关注。此外，与网络的一些节点的合作可以提供多天线系统的好处，增加了这样的信道的保密容量。在本文中，我们考虑合作窃听信道的放大和转发（AF）中继的帮助下，从源传输机密信息到合法的接收器中存在的窃听者。在这方面，AF依赖的保密能力推导出，假设中继是受峰值功率约束。为此，通过求解一个非凸优化问题来评估高斯输入下可实现的保密率。然后，证明了任何大于该保密率的速率都是不可实现的。为了做到这一点，一个天才的辅助信道的能力作为一个上界的基础信道的保密能力的推导，显示这个上界是等于高斯输入的计算可达到的保密率。相应地，相应的保密能力相比，解码和转发（DF）的战略，这是作为基准，在目前的工作。
2013-01-08 cs.IT math.IT
Communication Tradeoffs in Wireless Networks
我们在各种衰落的假设下，在无线网络中的最大可实现的广播速率的特征。我们的结果表现出在这种情况下，通过协作波束形成策略和网络中可用的自由度的数量之间的性能的二元性。
2016-01-24 cs.IT math.IT
