Secrecy Wireless Information and Power Transfer in OFDMA Systems
在本文中，我们认为在正交频分多址（OFDMA）系统的信息接收机（IR）和能量接收机（ER）共存的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。IR被服务于尽力保密数据，并且ER以最小所需的收获功率收获能量。为了增强物理层安全性，同时满足能量收集要求，我们引入了一种新的基于频域人工噪声的方法。通过发射功率和子载波分配研究了加权和保密率最大化的最优资源分配问题。所考虑的问题是非凸的，而我们提出了一个有效的算法来解决它的基础上拉格朗日对偶方法。仿真结果表明，与其他启发式方案相比，该算法的有效性。
2015-09-03 cs.IT math.IT
On the Optimum Secrecy Outage Probability and Ergodic Secrecy Rate over Wireless Channels
ENSTA, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）；Telecom Paris, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）
本文研究了无线信道中在窃听者存在下的保密性问题，提出两种信道顺序关系，并证明在特定条件下，非预编码高斯输入为SOP、EPSR及ESR的最优解，同时推导了Rayleigh衰落信道的闭式表达式。
2026-04-24 cs.IT math.IT
On the Secrecy Performance of Generalized User Selection for Interference-Limited Multiuser Wireless Networks
研究了在干扰受限的无线网络中，当存在一个主要窃听者时，由基站（BS）、$N$合法用户和窃听者组成的多用户分集方案的保密性能.假设在窃听者和每个合法用户的接收机处干扰支配噪声功率，则BS以第$k$最佳（最高）信号干扰比向合法用户发送信息。我们推导出一个封闭形式的表达式为任意$N$的秘密中断概率和渐近表达式为固定的$k$和大$N$。此外，我们推导出一个封闭形式的渐近表达式的遍历保密容量的$k$ -th最好的用户，并表明它的规模像$O\left(\log(N)\right)$固定的$k$和大$N$。
2018-12-27 cs.IT math.IT
Secrecy Performance of RIS-assisted Wireless Networks under Rician fading
研究了莱斯衰落下可重构智能表面（RIS）辅助无线网络的秘密中断概率（SOP）和秘密率（SR）。更准确地说，我们提高了保密性能的考虑网络抑制窃听通道，而不是最大化的主要渠道。我们提出了一个简单的启发式算法，找出每个RIS的元素的最佳相移。基于蒙特卡罗方法的仿真结果验证了所提出的最优相移的优越性相比，随机相移设计。
2021-12-10 cs.IT cs.NA math.IT
Enhancing Secrecy with Multi-Antenna Transmission in Wireless Ad Hoc Networks
我们研究了无线自组织网络中的物理层安全性，并研究了两种类型的多天线传输方案，以提供保密增强。为了建立安全的传输对恶意窃听者，我们考虑生成的人工噪声与扇区或波束成形。对于这两种方法，我们提供了一个统计特性和权衡分析的中断性能的合法通信和窃听链路。然后，我们研究了这两种方案的保密传输容量方面的全网保密吞吐量性能，并研究了信息信号和人工噪声之间的最佳功率分配。我们的分析表明，在发射功率优化下，波束成形方案优于扇区化方案，除了发射天线的数量足够大的情况下。我们的研究还揭示了扇区化和波束成形方案的最优功率分配之间的一些有趣的差异。
2013-08-24 cs.IT math.IT
Simultaneous Wireless Information Power Transfer for MISO Secrecy Channel
研究了多用户多输入单输出（MISO）保密信道下的无线信息和功率同步传输（SWIPT）问题。首先，考虑没有人工噪声（AN）设计的发射波束成形，其中两个保密率优化框架（即，保密率最大化和收获能量最大化）。这两个优化问题都不是凸优化问题，不能直接求解。对于保密率最大化问题，采用二分法优化相关的功率最小化问题，并采用一阶泰勒级数展开近似能量收获（EH）约束和收获能量最大化问题。此外，我们将我们提出的算法扩展到相关的鲁棒方案，通过结合信道的不确定性，其中两个层次的方法，提出了收获的能量最大化问题。然后，针对相同的保密率最大化问题，研究了基于AN设计的发射波束形成问题，分别将其转化为基于一维搜索的半定规划问题和基于逐次凸逼近的半定规划问题。此外，秩松弛的紧密性分析表明，最佳的发送协方差矩阵正好返回秩1。仿真结果验证了该算法的性能。
2015-03-22 cs.IT math.IT
Strong Secrecy in Wireless Network Coding Systems with M-QAM Modulators
我们研究了基于标准QAM调制器开发具有嵌入式强保密性的物理层网络编码（PNC）方案的可能性。该方案采用了三重合并的方法在QAM前端的无线PNC编码器。强保密编码器的建设性的例子时，BPSK和8-PAM调制器在无线发射机和推广到任意的M-QAM调制器，假设信道反转是可实现的第一个周期的传输。我们的初步调查表明，使用这种技术来增加吞吐量的潜力，同时在并行不妥协的交换数据的机密性。
2014-07-03 cs.CR cs.IT math.IT
Exploiting Interference for Secrecy Wireless Information and Power Transfer
射频（RF）信号使能的无线信息和功率传输（WIPT）是实现双向通信并同时为低功率无线设备提供能量供应的具有成本效益的技术。然而，WIPT中的信息传输容易受到能量接收器（ER）的窃听。为了实现与信息节点（IN）的保密通信，同时满足ER的能量传输要求，一个有效的解决方案是利用能量信号的双重用途也作为有用的干扰或人工噪声（AN）来干扰ER，从而防止其潜在的信息窃听。为此，本文提供了一个概述的能源和信息信号的联合设计，以实现能源效率和安全的WIPT在各种实际的设置，包括同时无线信息和电力传输（SWIPT），无线供电合作中继和干扰，无线供电通信网络（WPCN）。最后，我们提出了一些未来值得研究的方向。
2017-07-24 cs.IT math.IT
Power Allocation for Energy Efficiency and Secrecy of Interference Wireless Networks
考虑存在窃听者的多用户干扰网络，在满足链路安全性要求的前提下，以最差保密吞吐量或安全能量效率为目标，对网络链路进行功率分配.三种情况下的信道状态信息的访问被认为是：完美的信道状态信息，部分信道状态信息的信道从发射机到窃听者呈指数分布，和不完全已知的信道之间的发射机和用户呈指数分布的错误。本文开发了各种低复杂度和快速收敛的最优功率分配的路径跟踪程序。通过数值算例说明了它们的有效性和可行性。功率分配方案，以实现高保密吞吐量和能源效率。
2017-08-24 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis of Random MIMO Wireless Networks over $α$-$μ$ Fading Channels
本文研究了随机MIMO无线网络在小尺度$α$ - $μ$衰落信道下的保密性能，其中合法接收者和窃听者均服从两个独立的齐次泊松点过程（HPPPs）分布.具体地说，会计的存在下，非合谋窃听，保密性能指标，包括连接中断概率（COP），概率非零保密容量（PNZ）和遍历保密容量，推导关于$k$ -th最近/最佳用户的情况。根据发射机和接收机之间的距离，从排序中提取用于第$k$最近用户的索引，而用于第$k$最佳用户的索引基于路径损耗和小尺度衰落的组合效应。特别是，概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的复合信道增益，为$k$ -th最近的和最好的用户，其特征在于，分别。受益于这些结果，随后得到的COP，PNZ和遍历保密能力的封闭形式表示。此外，最佳顺序的用户的最大数量的限制也计算，对于一个给定的保密中断约束。最后，数值结果验证了我们推导的正确性。此外，还分析了衰落参数、路径损耗指数和密度比等因素的影响。
2018-10-01 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis of Multi-User Multi-Eavesdropper Wireless Systems
在本文中，我们探讨了多用户无线系统，包括多个用户打算发送到一个基站（BS），而多个窃听者试图利用用户传输的物理层安全性。本文研究了利用多用户调度提高传输安全性的方法，提出了一种只需要基站的信道状态信息而不需要被动窃听者的信道状态信息的多用户调度方案。我们还考虑了循环调度的比较目的。在瑞利衰落信道下，推导了该调度和多用户调度的保密中断概率的封闭表达式。数值结果表明，所提出的多用户调度优于轮询调度的秘密中断概率。随着用户数的增加，轮询调度的秘密中断概率保持不变。相比之下，所提出的多用户调度的保密中断性能显着提高与用户数量的增加。
2014-11-02 cs.IT math.IT
Secure Beamforming and Ergodic Secrecy Rate Analysis for Amplify-and-Forward Relay Networks with Wireless Powered Jammer
在这种对应关系中，我们考虑一个放大和转发中继网络，其中中继信息被窃听者偷听。为了混淆窃听者，无线供电的干扰机也被认为是从多天线源收获能量。提出了一种新的安全波束形成方案，其中波束形成向量是能量波束形成向量和信息波束形成向量的线性组合。我们还提出了一个新的封闭形式的解决方案，建议的波束形成向量，这是实现更高的保密率相比，平凡的EB和IB向量。此外，遍历保密率的一个紧密的封闭形式的近似也来自大量的天线在源的渐近制度。最后，数值例子和模拟验证了我们的分析结果。
2020-07-02 cs.IT math.IT
Secrecy Wireless Information and Power Transfer in Fading Wiretap Channel
同时无线信息和功率传输（SWIPT）最近由于其同时使用无线电信号来提供无线数据和能量接入而引起了极大的兴趣。然而，由于发送到信息接收器（IR）的消息可能被能量接收器（ER）窃听，因此出现了具有挑战性的保密通信问题，能量接收器（ER）被假定为仅从接收到的信号中收获能量。为了解决这个问题，我们在本文中提出了一种人工噪声（AN）辅助传输方案，以促进保密信息传输到IR，但满足能量收集要求的ER，假设AN可以取消在IR，但不是在ER。具体地说，该方案将发射功率分为两部分，分别向IR和AN发送机密消息以干扰ER。在简化的三节点窃听信道设置下，联合优化衰落信道上的发射功率分配和功率分配比，以最小化延迟受限保密信息传输的中断概率，或最大化非延迟受限保密信息传输的平均速率，受到发射机处的平均和峰值功率约束以及ER处的平均能量收集约束的组合。秘密中断概率最小化和平均速率最大化问题都是非凸的，对于每个问题，我们提出了基于对偶分解的最优解以及基于交替优化的次优解。此外，两个基准方案进行了比较。最后，所提出的方案的性能进行了评估，通过模拟的各种权衡无线（保密）信息与能量传输。
2015-01-28 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Jamming for Secrecy Multi-AF Relaying Networks
本文研究了一组无线能量收集（WEH）启用放大转发（AF）中继执行合作干扰（CJ）和中继的帮助下的保密传输。网络中的源节点在第一阶段中与采用功率分配（PS）接收器的每个中继器进行同时无线信息和功率传输（SWIPT）;每个中继器进一步划分其收获的功率以用于转发接收到的信号并在第二传输阶段中生成用于干扰窃听者的人工噪声（AN）。在集中的情况下，与全球信道状态信息（CSI），我们提供了封闭形式的表达式的最佳和/或次优AF中继波束成形向量，以最大限度地提高可实现的保密率的中继的个人功率约束，使用半定松弛（SDR），这被证明是紧的技术。一个完全分布式的算法，仅利用本地CSI在每个中继也提出了作为一个性能基准。仿真结果验证了所提出的多AF中继与CJ比其他次优设计的有效性。
2015-11-11 cs.IT math.IT
Physical Layer Security in Three-Tier Wireless Sensor Networks: A Stochastic Geometry Approach
本文开发了一个易于处理的框架，利用随机几何在三层无线传感器网络的物理层安全的潜在好处。在这类网络中，来自远程传感器的传感数据由sink通过接入点收集，外部窃听者截获数据传输，本文重点研究了两种情况下的安全传输：主动传感器将传感数据传输给接入点，主动接入点将数据转发给sink。在这两种情况下，我们得到新的紧凑的平均保密率的表达式。我们还得到了一个新的紧凑的整体平均保密率的表达式。数值结果证实了我们的分析，并表明在接入点多天线可以提高三层无线传感器网络的安全性。我们的研究结果表明，增加接入点的数量降低了接入点和其相关的汇之间的平均保密率。然而，我们发现，增加接入点的数量首先增加了整体平均保密率，超过一个临界值，整体平均保密率然后下降。当增加活动传感器的数量时，传感器与其关联的接入点之间的平均保密率和整体平均保密率都降低。相比之下，增加信宿的数量既提高了接入点与其相关联的信宿之间的平均保密率，也提高了总体平均保密率。
2016-01-10 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom and Secrecy in Wireless Relay Networks
我们翻译的问题，设计一个安全的通信协议，为几个用户在无线网络中通过一个中继到理解某些子品种的产品格拉斯曼。我们计算了这些子簇的维数，并给出了关于它们的定义方程的各种结果。当中继器和所有用户具有相同数量的天线时，这种方法对可以通过此类网络传递的数据量施加了根本限制。
2014-12-12 cs.IT math.AG math.IT
Secrecy Transmission Capacity in Noisy Wireless Ad Hoc Networks
本文考虑了在嘈杂的无线ad hoc网络中传输机密信息，其中背景噪声和并发发射机的干扰都会影响接收到的信号。对于合法节点和窃听者均服从泊松点过程分布的随机网络，基于物理层安全性，研究了网络的保密传输容量、连接中断概率和保密中断概率。首先考虑固定传输距离的基本模型，建立STC的理论模型。然后，我们将上述结果扩展到一个更现实的随机距离传输模型，即最近的接收器传输。最后，提供了大量的仿真和数值结果，以验证我们的理论结果的效率，并说明如何STC是受噪声，连接和保密中断概率，发射机和窃听密度，和其他系统参数。值得注意的是，我们的研究结果表明，适量的噪声有助于保密传输容量。
2013-12-20 cs.CR cs.IT math.IT
Power-Constrained Secrecy Rate Maximization for Joint Relay and Jammer Selection Assisted Wireless Networks
在本文中，我们研究了多个中间结点的协作无线网络的物理层安全性，其中解码转发（DF）协议被认为是。提出了一种新的中继干扰联合选择（JRJS）方案，该方案选择一个中间节点作为中继节点，将源信号转发到目的节点，其余中间结点作为友好干扰节点，广播人工噪声干扰窃听者.我们进一步研究了源，中继和友好干扰机之间的功率分配，以最大限度地提高建议的JRJS方案的保密率，并推导出一个封闭形式的次优解。具体地，成功解码源信号的所有中间结点被认为是中继候选。对于每一个候选方案，我们推导出次优的封闭形式的功率分配解决方案，并得到相应的JRJS方案的保密率结果。然后，选择能够实现最高保密率的候选者作为中继。考虑了信道状态信息（CSI）的两个假设，即完整CSI（FCSI）和部分CSI（PCSI）。仿真结果表明，JRJS方案在保密率方面优于传统的纯中继选择、纯干扰和基于GSVD的波束形成方案。此外，所提出的基于FCSI的功率分配（FCSI-PA）和基于PCSI的功率分配（PCSI-PA）方案都实现了比等功率分配（EPA）方案更高的保密率。
2017-01-07 cs.IT math.IT
Throughput Maximization in Multi-Hop Wireless Networks under Secrecy Constraint
本文分析了保密约束下工业通信网络的吞吐量。所提出的方案是由传感器，测量一些相关的信息，首先由聚合器节点处理，然后发送到控制单元的工厂。传感器测量、它们与聚集器的通信以及信息处理都假定是完美的。为了到达控制单元，消息可以通过中继节点行进，形成多跳无线链路。在每一跳，窃听者节点试图获取通过合法链路传输的消息。这里提出的通信设计问题是如何通过找到中继位置（即跳长：短或长）和编码速率（即高或低频谱效率）的最佳组合来最大化从聚合器到控制单元的多跳吞吐量，从而满足保密约束。使用随机几何方法，我们表明，编码速率的最佳选择仅取决于路径损耗指数，通常是高的，而更大数量的较短的跳数是优选的较长的跳数较少。对于感兴趣的情况下，我们证明了最优吞吐量的保密约束达到无约束的最优性能，如果存在一个可行的解决方案。
2015-12-17 cs.IT math.IT
Control of Wireless Networks with Secrecy
我们考虑时变蜂窝无线网络中的跨层资源分配问题，并将信息理论的保密性作为一个服务质量约束。具体地说，网络中的每个节点注入两种类型的流量，私人和开放，在选定的速率，以最大限度地提高全球效用函数，网络的稳定性和保密性的约束。保密约束强制从源到网络中的每个节点（除了汇聚节点）的任意低的互信息泄漏。我们首先获得的单用户和多用户系统的问题，假设节点有完整的CSI他们的邻居的可达到的速率区域。然后，我们提供了一个联合流量控制，调度和私有编码方案，它不依赖于任何信道的增益的先验分布的知识。我们证明，我们的计划实现了一个实用程序，任意接近最大可实现的实用程序。数值实验验证了分析结果，并显示了动态控制算法的有效性。
2012-04-25 cs.DC cs.IT math.IT
On the Secrecy of RIS-aided THz Wireless System subject to $α-μ$ fading with Pointing Errors
针对RIS辅助太赫兹系统在指向误差和$α-μ$衰落下的保密性能，推导了SOP和IP的近似与渐近表达式，并通过蒙特卡洛仿真验证。
2025-05-25 cs.IT math.IT
Secrecy Wireless Information and Power Transfer with MISO Beamforming
用于同时无线信息和功率传输（SWIPT）的无线电信号的双重使用最近引起了极大的关注。为了满足能量接收器（ER）以比信息接收器（IR）高得多的接收功率操作的实际要求，ER需要比IR更靠近发射器部署。然而，由于无线信道的广播性质，一个关键问题是发送到IR的消息不能被ER窃听，ER拥有来自发射机的更好的信道。在本文中，我们解决了这个新的保密通信问题，在多用户多输入单输出（MISO）SWIPT系统中，多天线发射机发送信息和能量同时一个IR和多个ER，每个与一个天线。通过优化发射波束形成向量及其功率分配，我们最大限度地提高了传输到ER的加权总能量，并对发送到IR的信息进行保密率约束。我们通过将其转化为两阶段问题来最优地解决这个非凸问题。首先，我们固定的信号与干扰加噪声比（SINR）在IR和获得最佳波束形成的解决方案，通过应用技术的半定松弛（SDR）。然后通过一维搜索最优SINR值来解决原问题。进一步，提出了两种次优的低复杂度波束形成方案，并将其可达（保密）率-能量（R-E）域与最优方案进行了比较。
2013-07-31 cs.IT math.IT
On the Ergodic Secrecy Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Systems Under Mixture Gamma Fading
本文提出了一种量化评估的物理层安全能力的可重构智能表面（RIS）辅助无线系统下窃听。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达式遍历保密容量（ESC），是适应不同类型的衰落和RIS大小。假设发射机（TX）和RIS，RIS和合法接收机以及TX和窃听者之间的信道遵循独立的混合伽马（MG）分布。请注意，MG能够建模各种各样的众所周知的分布，包括高斯分布，瑞利分布，Nakagami-m分布，莱斯分布等。结果表明，随着RIS规模的增加，虽然合法链路的分集阶数增加，ESC增益下降。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
On the Secrecy Performance of SWIPT Receiver Architectures with Multiple Eavesdroppers
物理层安全（PLS）已被证明是一个新的范例，为确保无线链路的承诺。与传统的加密技术相比，PLS方法利用无线信道中的随机衰落来提供链路安全性。由于信道动态防止合法终端之间的恒定速率的安全通信，可实现的保密速率的中断概率被用作保密性能的度量。这项工作调查的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统，它在存在多个窃听者，也有能量收集能力的情况下运行的保密中断概率。由于窃听者共谋而导致的保密性能损失，即，还分析了在窃听者之间共享信息以解码秘密消息。我们推导出封闭形式的表达式为Nakagami- $m$衰落的链路和不完善的信道估计在接收机的保密中断概率。我们的分析认为，不同的组合的分离和集成的SWIPT接收器架构的接收器。数值结果验证了我们的分析。
2018-05-04 cs.IT math.IT
Distributed UAV-enabled zero-forcing cooperative jamming scheme for safeguarding future wireless networks
在这项工作中，我们调查的影响，两个合作的无人机（UAV）为基础的干扰机的保密性能的地面无线网络中存在的窃听。为此，我们调查的秘密区域相关的指标，干扰覆盖和干扰效率。此外，我们提出了一种混合度量，所谓的加权秘密覆盖（WSC）和虚拟分布式多输入多输出（MIMO）为基础的迫零预编码方案，以避免干扰的影响，合法的接收机。为了评估这些指标，我们推导出一个封闭形式的基于位置的度量，保密性的改善。数学推导和仿真比较表明，所提出的迫零方案提高了WSC的保密性能，为提高干扰效率提供了条件。它们还显示了合法发射机周围固定轨道上无人机的定位趋势以及最佳保密的功率分配趋势。
2021-09-28 cs.IT eess.SP math.IT
Study of Tomlinson-Harashima Precoding Strategies for Physical-Layer Security in Wireless Networks
在本文中，我们提出了新的非线性预编码器的多用户MIMO系统的下行链路存在多个窃听。所提出的非线性预编码器的设计，以提高物理层的保密率。具体来说，我们结合非线性连续优化汤姆林森-原岛预编码（SO-THP）与广义矩阵求逆（GMI）技术，以最大限度地提高物理层的保密率。为了比较的目的，我们研究了不同的传统预编码器与所提出的算法的保密率以及BER性能。我们还研究了简化的广义矩阵求逆（S-GMI）和格缩减（LR）技术，以有效地计算预编码器的参数。我们进一步进行计算复杂性和保密率的建议和现有的算法分析。此外，在窃听者不知道信道状态信息（CSI）的情况下，采用在传输前注入人工噪声（AN）的策略来提高物理层保密率。仿真结果表明，提出的非线性预编码器优于现有的预编码器的误码率和保密率性能。
2016-10-22 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of a Full-Duplex Wirelessly Powered Communication System
在本文中，我们研究了一个点对点，全双工（FD）无线供电的通信系统中存在一个被动窃听（EVE）的保密能力。所考虑的系统是由一个能量发射器（ET），一个能量收集用户（EHU），和一个被动EVE。ET发射射频能量，用于为EHU供电以及在EVE处产生干扰。EHU使用从ET收集的能量将机密消息传输回ET。由于FD操作模式，EHU和ET都受到自干扰，这在两个节点处具有不同的影响。特别地，自干扰损害了ET处接收到的消息的解码，同时它充当EHU处的附加能量源。对于这个系统模型，我们推导出的保密能力的上限和下限。对于下界，我们提出了一个简单的可扩展性方案。我们的数值计算结果表明显着的改善，可实现的保密率时，所提出的通信方案是针对其半双工对应，即使在ET的实际自干扰值。
2019-08-26 cs.IT math.IT
Multiple Antenna Secure Broadcast over Wireless Networks
在无线数据网中，由于其广播性质，通信特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网来说已经变得至关重要。本文研究了高斯广播信道上的保密通信问题，其中多天线发射机向两个用户发送独立的保密消息，且具有完全保密性。也就是说，每个用户都希望可靠且保密地获得其自己的消息。首先，一个可计算的Sato型外边界上的保密容量区域提供了一个多天线广播信道的机密消息。接下来，描述了一种脏纸安全编码方案及其简化版本。对于每种情况下，相应的可达到的速率区域推导出完美的保密要求。最后，通过两个数值例子证明了Sato型外界与简化的脏纸编码保密率域的边界是一致的。
2007-05-08 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
RIS-aided Mixed RF-FSO Wireless Networks: Secrecy Performance Analysis with Simultaneous Eavesdropping
本文首次提出RIS辅助混合RF-FSO系统的保密性能分析框架，评估在RF和FSO链路同时窃听等三种场景下的保密指标，证明衰落、湍流、指向误差与检测技术对保密性能有关键影响。
2023-04-09 cs.IT eess.SP math.IT
Random Linear Network Codes for Secrecy over Wireless Broadcast Channels
我们考虑一组$n$消息和一组$k$客户端。每个客户端都有特权通过广播擦除信道接收消息的任意子集，这概括了以前工作的场景。我们提出了一种方法，秘密地将每个消息传递给其特权收件人的方式，每个接收者可以解码自己的消息，但不是其他的。我们的方法是基于结合使用线性网络编码的消息和隐藏的解码系数从非特权客户端。我们提供了一个信息论证明的秘密所提出的方法。特别是，我们表明，一个非特权的客户端不能获得任何有意义的信息，即使它持有的整个编码数据包通过信道传输。此外，在我们的方法中，解码复杂度在接收器侧是理想的低。
2013-05-06 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Throughput Maximization for Full-Duplex Wireless Powered IoT Networks under Fairness Constraints
本文研究全双工无线供电物联网网络的保密吞吐量优化问题，提出SSTM两阶段次优方法及MMF、PLF公平算法，通过优化时隙和波束成形提升性能并保障节点公平性。
2019-01-28 cs.IT math.IT
Security of Rechargeable Energy-Harvesting Transmitters in Wireless Networks
在这封信中，我们调查的安全性，一个单天线可充电的源节点存在的多天线可充电的合作干扰机和一个潜在的单天线窃听。在合法的发送节点（即源节点和干扰节点）的电池被假定为容量有限，并建模为充电系统。我们调查的能量到达率在电池上实现的保密率的影响。在我们的能量受限的网络中，我们提出了一个有效的计划，以提高系统的安全性，通过优化源节点的传输时间。干扰器使用其天线的子集（和发射射频链）来创建波束形成器，该波束形成器最大化系统的保密率，同时完全消除合法目的地的人工噪声。我们的数值结果表明，我们提出的方案显着的平均保密率增益。
2016-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Fundamental Properties of Full-Duplex Radio for Secure Wireless Communications
本文在简单实用的条件下，给出了全双工无线保密通信的一些基本特性。特别是，我们考虑两个单天线无线电（Alice和Bob）之间的无线信道对来自未知位置的未知数量的单天线窃听者（Eves）的保密容量领域，其中Alice和Bob对Eves的大规模衰落信道状态信息的知识为零（除了模型）。这些属性显示了保密容量如何根据任何Eve的位置分布，全双工无线电应用的最佳干扰功率如何随各种参数而变化，以及最坏的情况有多坏或多好。特别是，这些属性示出了自干扰消除/抑制的质量如何影响保密能力领域的各个方面。串通的夏娃和非串通的夏娃的情况下，分别处理，但连贯。对于非合谋的Eves，渐近恒定领域的保密能力。对于这两种情况下，我们也处理子情况或没有小规模衰落。
2017-11-27 cs.IT math.IT
Effects of Co-channel Interference on RIS Empowered Wireless Networks amid Multiple Eavesdropping Attempts
这封信关注的是可重构智能表面（RIS）辅助无线网络的保密性能存在多个向目的地的干扰。更准确地说，我们分析了安全的RIS辅助网络的设计中的三个关键问题：1）干扰器如何影响安全的无线网络的性能？2)两组窃听者中的哪一组（即，（二）是否有更严重的串通和不串通？3)RIS如何提高网络机密性？为此，我们开发了封闭形式的保密中断概率的解析表达式，以及在高信噪比制度下的渐近分析，以更好地了解不同的系统参数对保密性能的影响。最后，我们使用基于计算机的蒙特卡罗模拟验证我们的分析结果。
2023-02-21 cs.IT math.IT
Securing OFDM-Based Wireless Links Using Temporal Artificial-Noise Injection
我们调查的物理层安全的无线单输入单输出正交分复用（OFDM）时，发射机，我们称之为爱丽丝，发送她的信息给接收机，我们称之为鲍勃，在存在的窃听节点，夏娃。为了防止信息泄漏，Alice发送一个叠加在她的信息信号上的人工噪声（AN）信号。我们研究了信道延迟扩展，OFDM循环前缀，信息/AN功率分配，以及信息和AN预编码器设计对可实现的平均保密率的影响。我们考虑两种情况下的已知和未知的信道状态信息（CSI）在爱丽丝。此外，我们比较了每子信道处理和联合子信道处理在夏娃的接收机的情况。我们的数值计算结果表明，在不同的OFDM操作条件下的平均保密率的增益AN注入。此外，基于我们的新见解，我们证明了AN辅助方案是有效的，并实现了几乎相同的平均保密率的全CSI的情况下，而不需要夏娃的瞬时CSI在爱丽丝。
2018-03-01 cs.IT cs.NI math.IT
Secrecy Wireless Information and Power Transfer with MISO Beamforming
用于同时无线信息和功率传输（SWIPT）的无线电信号的双重使用最近引起了极大的关注。为了满足能量接收器（ER）以比信息接收器（IR）高得多的接收功率运行的实际要求，ER需要部署在比IR更靠近发射器的位置。然而，由于无线信道的广播性质，一个关键的问题出现，发送到IR的消息可以窃听的ER，它拥有更好的信道从发射机。在本文中，我们解决这个新的保密通信问题，在多用户多输入单输出（MISO）SWIPT系统中，一个多天线发射机发送信息和能量同时向IR和多个ER，每个ER有一个单天线。为了优化设计发射波束成形向量及其功率分配，研究了具有不同目的的两个问题：第一个问题最大化IR的保密率，而第二个问题最大化的加权和能量转移到ER服从保密率约束的IR。我们解决这两个非凸问题的最佳方式是将它们每个转化为两个-舞台问题首先，通过固定信号干扰噪声比（SINR）的ER（第一个问题）或IR（第二个问题）的目标，我们获得了最佳的波束形成和功率分配的解决方案，通过应用半定松弛（SDR）技术。然后，原来的问题是解决了一个一维搜索的最佳SINR目标ER或IR。此外，对于这两个研究的问题，次优的解决方案的复杂度较低，也提出了信息和能量波束形成矢量分别设计与他们的功率分配。
2014-01-22 cs.IT math.IT
Transmitter Selection for Secrecy in Frequency-Selective Fading with Multiple Eavesdroppers and Wireless Backhaul Links
本文研究了在频率选择性衰落信道中，采用单载波循环前缀调制的多个发射机、多个窃听者和一个接收机的系统中，次优发射机选择（SS）和最优选择（OS）方案的保密性能。考虑到接入点和发射机之间的不可靠的回程链路，我们分析了两种情况下的保密性能：当回程活动知识可用（KA）和回程活动知识不可用（KU）。导出了保密中断概率（SOP）和遍历保密率（ESR）的封闭表达式。我们还提供了相应的渐近表达式时，回程链路是不可靠的，以及当回程链路是活跃的KA和KU的情况。我们表明，在回程KA的情况下，渐近SOP和ESR的斜率由发射机的数量和回程的可靠性因素。相反，在回程KU场景中，只有回程可靠性因素影响这两个参数。这些参数与回程KA和KU场景中的窃听者的数量无关。我们还观察到，两个选择方案的保密分集顺序是相同的，当所有回程链路是活跃的。
2022-12-22 cs.IT cs.SY eess.SY
Joint Power Splitting and Secure Beamforming Design in the Wireless-powered Untrusted Relay Networks
在这项工作中，我们最大限度地提高保密率的无线供电的不可信中继网络，通过联合设计功率分配（PS）比和中继波束成形与建议的全局最优算法（GOA）和局部最优算法（LOA）。与文献不同的是，目的节点发送的人工噪声不仅降低了窃听者的信道条件，提高了保密率，而且成为了基于PS的不可信中继的新能源。因此，与文献相比，利用硝酸铵具有较高的经济效益和效率。仿真结果表明，LOA算法与GOA算法相比，具有较好的保密率性能，但计算时间较短。
2015-04-03 cs.IT math.IT
On Secrecy Metrics for Physical Layer Security over Quasi-Static Fading Channels
物理层安全的理论研究通常采用保密中断概率作为准静态衰落信道下无线通信的性能度量。从实际的角度来看，保密中断概率有两个局限性：a）它没有给出任何洞察窃听者的机密消息的可解码性; b）它不能表征当中断发生时，信息泄漏给窃听者的量。受保密中断概率的限制，我们提出了三个新的准静态衰落信道上的安全传输的保密度量。第一个度量建立了保密中断的概念和窃听者的消息的可解码性之间的联系。第二个度量提供了一个基于错误概率的保密度量，它通常用于安全无线系统的实际实现。第三个度量表征了机密信息泄露给窃听者的程度或速度。我们表明，建议的保密指标集体给出了一个更全面的理解衰落信道的物理层安全性，并使人们能够适当地设计安全的通信系统，不同的观点如何保密测量。
2016-07-19 cs.IT math.IT
Secret Key Generation from Sparse Wireless Channels: Ergodic Capacity and Secrecy Outage
本文研究了从互易无线信道生成秘密密钥的问题。特别是，我们认为在宽带制度和稀疏的秘密密钥容量的影响，表现出稀疏结构的无线信道。我们分两步来探讨这个问题。首先，我们研究了状态相关离散无记忆多源密钥生成问题。源的状态捕获信道稀疏性的效果。其次，我们考虑了一个无线信道模型，该模型捕获了信道稀疏性和合法用户信道与窃听者信道之间的相关性。这种依赖性可以显著地减少秘密密钥容量。根据系统的时延要求，考虑了两个性能指标：（i）遍历秘密密钥容量和（ii）中断概率。我们表明，在宽带制度时，采用白色的探测序列，稀疏的信道可以实现更高的遍历秘密密钥率比丰富的信道可以。对于中断性能，我们表明，如果用户产生的秘密密钥在遍历容量的一小部分，中断概率将呈指数衰减的信号带宽。此外，通过更丰富的通道实现更大的指数。
2012-08-18 cs.CR cs.IT math.IT
A Secure Multiple-Access Scheme for Rechargeable Wireless Sensors in the Presence of an Eavesdropper
我们提出了一个简单而有效的计划，一组能量收集传感器建立一个共同的目的地（主节点）的安全通信。窃听者试图解码从传感器发送到其共同目的地的数据。我们假设一个单一的调制方案，可以有效地实现能源有限的应用。我们设计了一个多址方案的传感器保密和有限的能量约束。在给定的时隙中，每个能量收集传感器在发送其数据包或保持空闲之间进行选择。目的地为每个传感器分配一组数据时隙。最优化问题的制定，以最大限度地提高保密和吞吐量。
2016-12-23 cs.IT cs.NI math.IT
Intercept Behavior Analysis of Industrial Wireless Sensor Networks in the Presence of Eavesdropping Attack
研究了由一个汇聚节点和多个传感器组成的工业无线传感器网络（WSN）在存在窃听攻击者的情况下的侦听行为，传感器通过无线链路将感知信息传输给汇聚节点。由于无线电波传播的广播性质，从传感器到接收器的无线传输可以容易地被窃听者偷听以用于拦截目的。在信息理论意义上，无线传输的保密容量是主链路（从传感器到接收器）的信道容量与窃听链路（从传感器到窃听者）的信道容量之间的差。如果由于无线衰落的影响，秘密容量变为非正，传感器的数据传输可能会被窃听者成功拦截，在这种情况下，发生拦截事件。然而，在工业环境中，机械障碍物、金属摩擦和发动机振动的存在使得无线衰落剧烈波动，导致保密能力下降。因此，本文提出了一种最优的传感器调度方案，以保护合法的无线传输免受窃听攻击，其中具有最高的保密能力的传感器被调度发送其感测信息到信宿。对于传统的循环调度和提出的最优调度方案，推导出拦截事件发生概率（称为拦截概率）的封闭表达式。此外，渐近拦截概率进行分析，以提供一个洞察传感器调度对无线安全的影响。数值结果表明，所提出的传感器调度方案优于传统的轮询调度的拦截概率。
2015-01-31 cs.IT math.IT
On the Beneficial Role of a Finite Number of Scatterers for Wireless Physical Layer Security
我们表明，合法的通信下的多径准静态衰落与散射体的数量减少，它是可能的，以实现完美的保密，即使在存在的被动窃听者，没有信道状态信息是可用的。具体而言，我们表明，中断概率的保密能力（OPSC）是零，在一个给定的范围内的平均信噪比（SNR）的合法和窃听的接收器。作为一个应用实例，我们分析了OPSC的情况下，两个散射体，明确推导出的平均信噪比，保密率$R_s$和衰落模型参数之间的关系，实现完美的秘密。增加散射体的数量的影响也进行了分析，表明它总是可以实现完美的保密在这种情况下，只要占主导地位的镜面分量的合法信道是足够大的剩余的散射波相比。
2019-10-22 cs.CR cs.IT eess.SP
Secrecy Capacity Region of a Multi-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages
在无线数据网络中，通信由于其广播性质而特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网络来说已经变得至关重要。本文研究了高斯广播信道中的秘密通信问题，其中一个多天线发射机向两个具有信息论保密性的用户发送独立的保密消息。也就是说，每个用户都希望以可靠和安全的方式获得其自己的机密消息。该通信模型被称为具有机密消息的多天线高斯广播信道（MGBC-CM）。在这种通信场景下，首先基于高斯码本设计了一种秘密的脏纸编码方案和相应的可达保密率域。接下来，为MGBC-CM提供保密容量区域上的可计算Sato型外边界。此外，证明了Sato型外边界与秘密脏纸编码可达速率区域的边界一致，从而建立了MGBC-CM的保密容量区域。最后，两个数值例子表明，两个用户可以同时获得正速率下的信息理论的保密要求。
2007-09-28 cs.IT math.IT
Average Secrecy Capacity Maximization of Rotatable Antenna-Assisted Secure Communications
本文提出了一种基于可旋转天线的保密容量最大化方法，通过理论分析和仿真验证，得出了近优解并验证了其在高SNR下的有效性。
2025-11-22 cs.IT math.IT
A Survey of Optimization Approaches for Wireless Physical Layer Security
由于无线网络中的恶意攻击，物理层的安全性越来越受到学术界和工业界的关注。物理层安全的研究主要集中在从信息论的角度研究保密容量/可达保密率/容量模糊域，或者从最优化和信号处理的角度进行安全设计。由于其在安全设计中的重要性，本文对后者的研究方向进行了全面的综述。调查从典型的窃听信道模型开始，以涵盖常见的场景和系统。然后从资源分配、波束成形/预编码、天线/节点选择和协作等方面总结了物理层安全设计的主题。在此基础上，讨论了安全设计中常用的性能指标和基本优化问题。在此基础上，从保密率最大化、保密攻击概率最小化、功耗最小化和安全能量效率最大化四个方面对物理层安全的优化方法进行了综述。此外，信道状态信息的优化和设计的影响进行了讨论。最后，该调查总结了对未来潜在方向和公开挑战的看法。
2019-01-23 cs.IT math.IT
GPI-based Secrecy Rate Maximization Beamforming Scheme for Wireless Transmission with AN-aided Directional Modulation
在定向调制网络中，提出了一种基于功率迭代（GPI）的波束形成方案，以最大化保密率（SR），其中有两个优化变量需要优化。第一个是有用的预编码向量，传输机密信息给期望的用户，而第二个是人工噪声（AN）投影矩阵，迫使更多的AN窃听。在这样一个安全的网络中，首要的问题是如何设计或优化的两个优化变量，根据不同的标准。为了最大化SR（Max-SR），在AN投影矩阵和机密消息的预编码向量之间建立交替迭代结构（AIS）。在GPI的迭代过程中，为了选择一个好的初始值，所提出的Max-SR方法可以很容易地增加一倍的收敛速度相比，随机选择的初始值。通过仅四次迭代，它可以快速收敛到其速率上限。仿真结果表明，在中、大信噪比（SNR）区域，基于GPI的Max-SR AIS的SR性能明显优于传统的基于泄漏和零空间投影方法，且其SR性能增益随SNR的增加而逐渐增大。
2018-01-29 cs.IT math.IT
Physical Layer Security for NOMA-Enabled Multi-Access Edge Computing Wireless Networks
多址边缘计算（MEC）被认为是一种很有前途的增强无线网络计算能力的技术。在本文中，我们研究了MEC系统中的物理层安全性，在该系统中，多个用户基于非正交多址接入（NOMA）同时将部分计算任务卸载到基站，存在恶意窃听者。采用秘密中断概率来衡量计算卸载对窃听攻击的安全性能。我们的目标是最小化所有用户的总能耗，受保密卸载率，保密中断概率，NOMA的解码顺序方面的约束。虽然原优化问题是非凸的，具有挑战性的解决，我们提出了一个有效的算法，基于序贯凸逼近和惩罚对偶分解。数值结果验证了该算法的收敛性及其优越的能量效率与保密性要求。
2021-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Physical layer security in large-scale random multiple access wireless sensor networks: a stochastic geometry approach
本文研究了一个大规模的无线传感器网络的物理层安全与随机多址接入，在网络中的每个融合中心随机调度的传感器数量上传他们的感知数据的随机分布窃听窃听。我们提出了一种非协调的随机干扰方案，在该方案中，那些未调度的传感器以一定的概率发送干扰信号来击败窃听者。借助于随机几何理论和顺序统计量，我们分别推导出表征传输可靠性和保密性的连接中断概率和保密中断概率的解析表达式。基于所得到的分析结果，我们制定了一个优化问题，最大限度地提高和保密吞吐量的可靠性和保密性的约束，考虑联合设计的窃听码速率为每个预定的传感器和干扰概率的非预定传感器。我们提供了最优和低复杂度的次优算法来解决上述问题，并进一步揭示了各种性质的最优参数，这是有用的指导实际设计。特别是，我们证明了所提出的随机干扰方案是有益的提高和保密吞吐量，和最佳的干扰概率是保密性和吞吐量之间的权衡结果。我们还表明，次优方案的吞吐量性能接近最优方案时，面对严格的可靠性约束或宽松的保密性约束。
2022-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Powered Cooperative Jamming for Secure OFDM System
本文研究了正交频分复用（OFDM）系统中的保密通信，其中源在潜在窃听者存在的情况下向目的地发送机密信息。为了提高系统的保密率，我们采用了无线供电的协同干扰，协同干扰机工作在两个时隙的捕获然后干扰协议。在第一个时隙中，源发送专用能量信号来为干扰器供电;在第二个时隙中，干扰器使用收集的能量来干扰窃听者，以保护从源到目的地的同步保密通信。特别是，我们考虑两种类型的接收器在目的地，即类型I和类型II接收器，它们不具有和具有消除（先验已知的）干扰信号的能力，分别。对于这两种类型的接收机，我们最大限度地提高保密率在目的地通过联合优化的发射功率分配在源和干扰子载波，以及两个时隙之间的时间分配。首先，我们通过拉格朗日对偶方法，这是一个高的实现复杂度的全局最优解这个问题。接下来，为了平衡算法复杂度和性能之间的权衡，我们分别提出了基于最小化最大化和启发式连续优化的替代低复杂度解决方案。仿真结果表明，所提出的方法显着提高保密率相比，没有联合功率和时间分配的基准计划。
2017-07-24 cs.IT math.IT
On Secrecy Capacity Scaling in Wireless Networks
本文研究了无线网络中源-目的节点对的可达安全速率。首先，考虑一个路径损耗模型，其中合法和窃听节点被假定为放置根据强度$λ$和$λ_e$，分别泊松点过程。结果表明，对于扩展的稠密网络模型，只要$λ_e/λ=o((\log n)^{-2})$，几乎所有的节点都能达到$Ω(\frac{1}{\sqrt{n}})$的完全安全速率.因此，在这些假设下，保护网络不会导致每个节点吞吐量的损失。可验证性参数是基于一种新的多跳转发方案，其中在每一跳中添加随机化以确保窃听者处的最大模糊性。其次，考虑了具有$n$源-目的对和$n_e$窃听者的遍历衰落模型。采用遍历干扰对齐方案与适当的保密预编码，每个用户实现一个恒定的正秘密率足够大的$n$。值得注意的是，该方案不需要窃听CSI（只有统计知识是假设）和每个节点的安全吞吐量增加，因为我们添加更多的合法用户到网络中，在这种设置。最后，窃听合谋对所提出的方案的性能的影响的特点。
2010-04-10 cs.CR cs.IT math.IT
On the Physical Layer Security Performance over RIS-aided Dual-hop RF-UOWC Mixed Network
由于安全性一直是5G和6 G等高收益通信的关键问题之一，研究人员不断提出更新的技术来增强这些先进无线通信的安全性和性能。可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）是人工重新排列和优化电磁波传播环境以提高无线网络频谱和能量效率的技术之一。此外，在水下通信中，水下光无线通信（UOWC）是传统的声学和射频（RF）技术的更好的替代/替代。因此，混合RIS辅助RF-UOWC可以被视为未来无线网络的一种有前途的技术。本文研究了混合双跳RIS辅助RF-UOWC网络在可能的窃听者拦截下的保密性能。RF链路在广义Gamma衰落分布下工作;同样，UOWC链路经历混合指数广义Gamma分布。保密分析包括推导封闭形式的平均保密容量，准确和下限的保密中断概率，严格的正保密容量，所有的梅杰G函数。利用这些推导，外差和强度调制/直接检测系统，水下湍流气泡水平，温度梯度和盐度梯度，造成的影响进行测量。与传统的模型，只是处理热均匀的情况下，该模型可能是唯一的处理的温度梯度RIS辅助RF-UOWC网络的保密性分析。最后，通过Monte-Carlo模拟验证了推导。
2021-12-13 cs.IT math.IT
Coexistence of RF-powered IoT and a Primary Wireless Network with Secrecy Guard Zones
本文研究了覆盖环境RF能量收集物联网网络（次级网络）的无线网络（主网络）的保密性能。假设次级网络中的节点仅由从初级网络的传输中收集的环境RF能量供电。我们假设次节点可以窃听主传输，由于主网络使用保密保护区。如果在其保护区内检测到任何次级接收器，则初级发射器变为静默。使用随机几何的工具，我们推导出成功连接的主网络的概率以及安全通信的概率。为了确保成功连接，必须共同满足两个条件：（i）主接收器处的SINR高于预定义阈值，以及（ii）主发射器不是静默的。为了确保安全通信，每个辅节点处的SINR值应小于预定义阈值。显然，当部署更多的次节点时，更多的主发射机将在给定的保护区半径内保持沉默，从而影响次网络收集的能量的量。我们的研究结果具体地表明，存在一个最佳的部署密度的二级网络，最大限度地提高密度的节点，能够收获足够的能量。此外，我们还展示了这种最佳部署密度对主网络的保护区半径的依赖性。此外，我们表明，由主网络选择的最佳保护区半径是次级网络的部署密度的函数。这两个网络之间的有趣的耦合使用博弈论的工具进行了研究。总的来说，这项工作是为数不多的具体工程，共生合并工具随机几何和博弈论。
2017-05-20 cs.IT math.IT
