Outage Capacity of Incremental Relaying at Low Signal-to-Noise Ratios
研究了在慢瑞利衰落信道下无线协作网络中低信噪比下增量中继的ε中断容量。中继执行解码和转发，并在网络中采用重复编码，这在低信噪比制度下是最佳的。我们推导出一个表达式的最佳中继位置，使ε-中断容量最大化。它示出，这个位置是独立的中断概率和SNR，但只取决于由路径损耗因子表示的信道条件。我们比较了我们的结果与割集界的ε-中断容量，并证明了增量中继的ε-中断容量与割集界的比值在1/ \sqrt{2}和1之间。此外，我们推导了K继电器的情况下的ε-中断容量的下界。
2009-08-06 cs.IT math.IT
Outage Capacity of Bursty Amplify-and-Forward with Incremental Relaying
我们推导出中断容量的突发版本的放大转发（BAF）协议的小信号噪声比时，使用增量中继。我们表明，BAF的中断容量和割集界之间的比率是独立的中继位置和BAF是中断最优的目标速率R的某些条件下。这是相反的解码和转发与增量中继，中继位置强烈地决定了合作协议的性能。我们进一步推导出了由任意数量的中继节点组成的网络的中断容量。在这种情况下，中继器在整个传输块的后续分区中进行传输，并且目的地累积信噪比，直到它能够解码。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Relaying and Jamming Based on Secrecy-Rate Maximization for Buffer-Aided Relay Systems
在本文中，我们研究机会中继和干扰技术，并开发中继选择算法，最大限度地提高保密率的多用户缓冲区辅助中继网络。我们开发了一种方法，以最大限度地提高中继系统的保密率，不需要窃听者的信道状态信息（CSI）。我们还设计了中继和干扰功能选择（RJFS）算法来选择多个中继节点以及多个干扰节点，以协助传输。在所提出的RJFS算法中继间干扰消除（IC）考虑。该方法首先通过IC提高对合法用户的传输速率，然后通过中继间IC放大对窃听者的干扰信号，提高保密率。利用缓存辅助中继将干扰信号存储在中继节点，提出了一种缓存辅助RJFS（BF-RJFS）算法。贪婪RJFS和BF-RJFS算法的中继选择，降低了复杂度。仿真结果表明，所提出的RJFS和BF-RJFS算法可以实现更高的保密率性能比以前报道的技术，即使在没有CSI的窃听。
2020-11-18 cs.IT math.IT
On Secrecy Rates and Outage in Multi-User Multi-Eavesdroppers MISO Systems
本文研究了在多输入单输出（MISO）高斯窃听信道中，当存在大量合法用户和窃听者时的保密率和中断概率。特别是，我们分析了渐近可实现的保密率和中断，当只有统计知识的窃听信道是可用的发射机。的分析提供了精确的表达式，在保密率的减少作为窃听者的数量的增长，相比，在保密率的提升作为合法用户的数量的增长。
2016-05-08 cs.IT math.IT
Rethinking the Secrecy Outage Formulation: A Secure Transmission Design Perspective
本文研究了在不知道窃听者信道衰落状态的情况下的信息安全问题。我们提出了一种替代的保密中断制定来衡量的概率，消息传输未能实现完美的保密。使用这个公式，我们设计了两个传输方案，满足给定的安全要求，同时实现良好的吞吐量性能。
2013-06-06 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
On Outage Capacity for Incremental Relaying with Imperfect Feedback
研究了在低信噪比（SNR）条件下，非理想反馈对增量中继ε-中断容量的影响.我们发现，不完美的反馈导致的前对数因子的重新缩放（相当于在高SNR制度下工作的网络的复用增益），从而大大降低了ε-中断容量。此外，我们研究了不同程度的反馈可靠性对系统性能的影响。我们进一步推导出一个简单的二叉树为基础的建设规则，分析网络与任意数量的中继节点的不完美的反馈。这个规则可以直接映射到一个全面的矩阵符号。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Outage and Capacity Comparisons For Ground Relaying Systems Using Stochastic Geometry
在移动通信网络中用于中继目的的并发协作传输在具有有限基础设施的当前机构系统中是相关的，并且可以被视为用于未来商业网络（包括车辆自主联网）的潜在范围扩展机制。整个系统的复杂性，鼓励在物理层的批判性分析，在本文件中的某些抽象。我们表明，通过解析随机几何工具，接收器结构中起着至关重要的作用，中断行为的中继，特别是现实的洪水协议。这种方法旨在帮助理解此类网络的跨层方面。
2015-07-20 cs.IT math.IT
Joint Power and Trajectory Design for Physical-Layer Secrecy in the UAV-Aided Mobile Relaying System
随着无人机的迅速发展，移动中继技术成为一种很有前途的无线通信辅助技术。在本文中，我们研究了四节点（源，目的地，移动中继，窃听）系统中的安全传输，其中我们专注于通过联合优化中继轨迹和源/中继发射功率的保密率最大化。然而，由于轨迹设计和功率分配的耦合，保密率最大化（SRM）问题是难以解决的。因此，我们提出了一种交替优化（AO）的方法，其中的轨迹设计和功率分配是以交替的方式处理。但由于弹道设计是一个非凸问题，至今仍难以求解。为了规避非凸性，我们利用序列凸规划（SCP）推导出一个迭代算法，该算法被证明收敛到Karush-Kuhn-Tucker（KKT）点的轨迹设计问题。仿真结果表明，功率和轨迹的联合设计在提高保密吞吐量的有效性。
2018-07-23 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability Fairness for Intelligent Reflecting Surface-Assisted Uplink Channel
本文研究了智能反射面（IRS）辅助的多用户上行链路信道中的物理层安全（PLS）问题。由于瞬时窃听者的信道状态信息（CSI）不可用，保密率无法测量。在这种情况下，现有的研究通常集中在最大化的最小值（最大-最小）的信号与干扰加噪声功率比（SINR）的多个用户之间，并没有考虑由窃听者造成的保密中断概率。在本文中，我们首先制定的最大（最小-最大）秘密中断概率多个用户之间的最小化。该算法通过交替优化接收矩阵和相移矩阵来求解。仿真结果表明，与max-min SINR策略相比，该算法的最大秘密中断概率显著降低，具有更高的安全性能。
2022-05-22 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，能量有效的功率分配安全通信放大转发（AF）的大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统中存在一个被动窃听。利用AF LS-MIMO中继的优点来显著提高保密性能，特别是保密能量效率（比特每焦耳）。首先分析了中继节点发射功率对保密中断容量的影响，证明了在非常实际的假设条件下，即无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法CSI的情况下，保密中断容量是发射功率的凹函数.然后，我们提出了一种能量有效的功率分配方案，以最大限度地提高保密能量效率。最后，仿真结果验证了所提出的能量有效的计划相比，容量最大化计划的优势。
2014-08-24 cs.IT math.IT
Secrecy Energy Efficiency Maximization for UAV-Enabled Mobile Relaying
研究了无人机支持的移动中继系统的保密能量效率（SEE）最大化问题，在存在潜在窃听者的情况下，利用高机动性无人机协助将机密信息从地面源传递到合法的地面目的地，并阻断直接链路.我们的目标是通过在有限的时间范围内联合优化通信调度、功率分配和无人机轨迹，最大限度地提高无人机的SEE。所制定的问题是一个混合整数非凸优化问题，是具有挑战性的最优解决。为了使问题易于处理，我们将问题分解为三个子问题，并提出了一个有效的迭代算法，交替优化的子问题。此外，本文还考虑了两种特殊情况作为基准。仿真结果表明，与基准相比，所提出的设计方案显著提高了无人机的SEE
2018-07-12 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信的最佳功率分配。为了解决安全通信中短距离侦听的挑战性问题，利用大规模MIMO（LS-MIMO）中继技术的优势，即使在没有窃听者信道状态信息（CSI）的情况下，也能显著提高保密性能。本文的重点是分析和设计中继的最优功率分配，以最大化秘密中断容量。我们揭示了秘密中断容量为正的条件，证明了存在且只有一个最优功率，并给出了一个最优功率分配方案。此外，秘密中断容量的渐近特性进行了保密性能优化提供了一些清晰的见解。仿真结果验证了该方案的有效性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation and Secrecy Sum Rate in Two-Way Untrusted Relaying
在本文中，我们研究了保密性能的双向中继之间的多天线基站（BS）和一个单天线移动用户（MU）的存在下，多天线友好干扰（FJ）。我们认为不可信的中继场景中的放大转发中继既是一个必要的助手和潜在的窃听者。为了最大限度地提高瞬时保密和速率，我们推导出新的封闭形式的解决方案的最优功率分配（OPA）的情况下，中继友好干扰（WFJ）的BS和MU之间。基于OPA解，导出了瑞利衰落信道下各态历经保密和速率（ESSR）的新的封闭表达式。此外，我们明确地确定高信噪比斜率和功率偏移的ESSR突出友好干扰的好处。数值例子证明了FJ的位置和天线数量对保密性能的影响。
2017-09-05 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Outage for Wireless Sensor Networks
针对无线传感器网络中多个传感器节点在存在窃听者的情况下与单个sink进行通信的情况，提出了一种物理层安全（PLS）方法。在Sink使用窃听链路的过时信道状态信息（CSI）的假设下，研究了Weibull衰落下可达保密率的中断概率，并推导了其解析表达式。具体来说，我们考虑传感器调度，以提高PLS，从而我们量化的降级中断概率，由于过时的CSI下的最佳节点调度方案，并将其与传统的轮询调度。最后，我们分析了成功传输的条件下的保密中断概率，并提供了实用的见解过时的CSI的窃听者的效果。通过仿真验证了理论推导的结果。
2019-03-08 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis over Correlated Composite Nakagami-$m$/Gamma Fading Channels
分析了空间相关复合衰落信道下无线通信系统的保密中断性能。我们采用一个乘法复合信道模型的合法的通信链路和窃听者和合法的发射机之间的链接，由Nakagami- $m$分布式小尺度衰落和阴影（大尺度衰落）的伽玛分布建模。我们考虑的现实情况下，小规模衰落之间的链接是独立的，但阴影是任意相关的，并提出了新的分析表达式的概率，保密能力低于目标保密率。所提出的数值评估结果，验证了等效计算机模拟，提供了有用的见解的阴影相关性和复合衰落参数对系统的保密中断性能的影响。
2017-10-03 cs.IT math.IT
Outage Probability of Wireless Ad Hoc Networks with Cooperative Relaying
在本文中，我们分析了随机节点位置的无线ad hoc网络中的协作传输的性能。根据消息传输的竞争概率，每个源节点可以发送自己的消息信号或充当其他源节点的潜在中继。因此，每个目的地节点可以潜在地接收消息信号的两个副本，一个来自直接链路，另一个来自中继链路。考虑到节点位置的随机性和干扰，我们推导出了目的节点处不同合并方案下的中断概率的闭式表达式。特别是，中断性能的最佳组合，最大比组合，并选择合并策略进行了研究和量化。
2013-01-24 cs.IT math.IT
System Outage Probability of PS-SWIPT Enabled Two-Way AF Relaying with Hardware Impairments
在本文中，我们研究了系统中断概率的同时无线信息和功率传输（SWIPT）为基础的双向放大转发（AF）中继网络考虑收发器硬件损伤（HI），其中，能量受限中继节点基于功率分割协议来处理接收到的信号，并且两个终端采用选择组合（SC），利用来自直接链路和中继链路的信号的方案。假设独立但非相同分布的Nakagami-m衰落信道，我们推导出封闭形式的系统中断概率，这使我们能够识别高数据率区域中由HI引起的系统中断概率的两个关键天花板效应，即，中继协作上限（RCC）和整体系统上限（OSC）。具体来说，RCC阻止中继链路参与协作通信，而OSC使整个系统处于中断状态。此外，我们推导出所考虑的网络的可实现的分集增益，这表明分集增益等于直接链路的形状参数或零。通过计算机模拟验证了分析结果的正确性，并研究了系统参数对系统中断性能、最优功率分配比以及能量效率的影响。
2020-09-30 cs.IT math.IT
Wireless-powered relaying with finite block-length codes
研究了具有无线信息和能量传输的放大转发中继网络的中断概率和吞吐量。我们使用有限块长码的一些最新结果来分析短码字情况下的系统性能。具体来说，考虑时间切换中继和功率分配中继协议来进行能量和信息传输。我们推导出紧近似的中断概率/吞吐量。然后，我们分析了在渐近高信噪比的中断概率。最后，我们使用数值结果来确认我们的分析的准确性，并评估在不同的情况下的系统性能。我们的研究结果表明，在延迟约束的情况下，码字长度影响中断概率/吞吐量的联合能量和信息传输系统相当大。
2016-11-18 cs.IT math.IT
Minimization of Secrecy Outage Probability in Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted MIMOME System
本文研究了可重构智能表面（RIS）辅助的多输入多输出多天线窃听（MIMOME）信道中的物理层安全（PLS）问题。现有的研究忽略了当窃听者的瞬时信道状态信息（CSI）未知时无法计算保密率的问题。此外，没有保密率表达式，波束形成和移相器优化PLS增强的目的是不可用的。为了解决这些问题，我们首先给出了任何波束形成向量和相移矩阵的秘密中断概率的表达式作为RIS辅助PLS度量，该度量是基于窃听者的统计CSI测量的。然后，借助该表达式，我们制定了保密中断概率的最小化问题，通过交替优化波束形成向量和相移矩阵来解决。在单天线发射机或单天线合法接收机的情况下，所提出的交替优化（AO）方案可以被简化以降低计算复杂性。最后，它表明，与目前的RIS辅助PLS系统相比，所提出的方法的保密中断概率显着降低。
2022-04-30 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
System Outage Probability and Diversity Analysis of SWIPT Enabled Two-Way DF Relaying under Hardware Impairments
本文研究了基于双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的系统中断性能，其中考虑了所有收发器中的潜在硬件损伤（HI）。在通过功率分配方案同时收获能量和解码消息之后，能量受限的中继节点将解码的信息转发到两个终端。每个终端通过选择组合来组合来自直接链路和中继链路的信号。推导了独立非同分布Nakagami-m衰落信道下的系统中断概率。它揭示了整体系统天花板（OSC）效应，即，如果目标速率超过由HI的水平确定的OSC阈值，则系统陷入中断。此外，我们推导出所考虑的网络的多样性增益。结果表明，当传输速率低于OSC阈值时，分集增益等于直接链路的形状参数与较小的终端到中继链路的形状参数之和，否则分集增益为零。这与放大转发（AF）策略不同，在AF策略下，中继链路对分集增益没有贡献。仿真结果验证了分析结果，并表明与AF策略相比，DF策略下基于SWIPT的双向中继链路对高干扰具有更强的鲁棒性，系统中断概率更低。
2021-10-17 cs.IT math.IT
Security Analysis in Multicasting over Shadowed Rician and α-μ Fading Channels: A Dual-hop Hybrid Satellite Terrestrial Relaying Network
在这个5G技术时代，对高数据率的不断增长的需求导致研究人员开发混合卫星-地面（HST）网络作为传统蜂窝地面系统的替代。由于HST网络遭受的掩蔽效应，可以通过采用地面中继策略来减轻，在这项工作中，我们专注于无线组播通过HST中继网络（HSTRN），其中一个卫星发送消息到多个地面节点通过多个中继下的窃听多个窃听者的努力。我们关心的是保护组播消息被窃听利用著名的机会主义中继技术。我们认为卫星链路遵循阴影莱斯衰落，而地面链路经历α-μ衰落。HSTRN模型的保密性能是通过推导非零保密组播容量、遍历保密组播容量和安全中断概率的封闭形式的组播概率表达式来实现的。利用派生的表达式，我们分析了如何可以保持一个完美的保密水平，尽管恶劣的信道条件，也提出了一个保密权衡中继，多播用户和多个窃听者的数量。最后，数值分析证实通过蒙特卡罗模拟。
2021-07-03 cs.IT math.IT
Secrecy Outage of SWIPT in the Presence of Cooperating Eavesdroppers
这项工作调查的保密性能的同时无线信息和功率传输系统，在合作窃听者的存在下工作。多天线接入点的传输被多天线节点用于信息解码，并被多个单天线节点用于能量收集（EH）。然而，授权用于EH的一些节点仅尝试通过利用广义开-关功率分配架构来窃听正在进行的信息传输。我们推导出一个封闭形式的表达所考虑的多输入多输出多EQUIPLE-DROPPER系统的秘密中断概率。理论和仿真结果验证了推导的结果。
2019-03-08 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis of Two-Hop Decode-and-Forward Mixed RF/UWOC Systems
分析了采用解码转发中继的两跳射频/水下混合无线光通信系统的保密性能。所有RF和UWOC链路分别由$α-μ$和指数广义Gamma分布建模。我们首先推导出的秘密中断概率（SOP）的表达式，在精确的封闭形式，随后用于推导渐近表达式在高信噪比，只包括简单的功能，以进一步了解。此外，基于渐近表达式，我们可以确定各种RF和UWOC信道条件下的最佳发射功率。所有的分析都使用Monte Carlo模拟进行了验证。
2020-09-01 cs.IT math.IT
Large-Scale MIMO Relaying Techniques for Physical Layer Security: AF or DF?
在本文中，我们考虑了一个大规模的多输入多输出（LS-MIMO）中继系统，其中信息源发送消息到其预期的目的地的辅助下，LS-MIMO中继，而一个被动窃听者试图拦截中继转发的信息。利用大规模天线阵列的优势来提高频谱效率并增强无线安全性。特别是，短距离拦截所带来的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在中继站没有窃听者信道状态信息和不完全合法信道状态信息的情况下，对两种经典的中继技术，放大转发（AF）和解码转发（DF）。此外，渐近分析进行这样的LS-MIMO中继系统的保密性能提供清晰的见解。我们表明，在大的发射功率下，AF是一个更好的选择比DF从保密性能和实现复杂性的角度来看，并证明存在一个最佳的发射功率在中等制度，最大限度地提高保密中断容量。
2015-05-12 cs.IT math.IT
Opportunistic DF-AF Selection Relaying with Optimal Relay Selection in Nakagami-m Fading Environments
本文研究了一种在目的端具有最大接收信噪比的机会DF-AF选择中继方案。分析了Nakagami-m衰落信道下机会DF-AF选择中继方案的中断概率，得到了其闭合解。我们在高信噪比域中进行了中断概率的渐近分析。得到了编码增益和分集阶数。为了进行比较，还利用压缩定理对Nakagami-m衰落信道中的机会AF方案进行了渐近分析。此外，我们证明了机会DF方案和机会AF方案相比，机会DF-AF选择中继方案具有更好的中断性能。
2013-01-01 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
Analysis of the Outage Probability of Ground-Based Relaying for Satellite Systems
本文研究了在多天线卫星阻塞情况下使用地面中继的理论基础。位于地面上的不活动且无障碍的用户设备（UE）是不在卫星的视场中的UE的中继节点。对于每个用户在卫星上连接到两个发射天线的情况，得到了信噪比（SNR）和中断概率的精确闭式关系。卫星和地面之间的信道被建模为阴影莱斯（SR），而波动双射线（FTR）衰落模型用于中继和UE之间的毫米波地面链路，以及具有完美和不完美的信道状态信息（CSI）的情况。仿真结果表明，如果在预编码时没有理想的信道状态信息，仅对信号相位进行估计，则系统性能损失最小，可以在消耗有限功率的情况下达到理想的性能。在任何情况下，理想状态的封闭形式是一个很好的代理，以预测在非理想条件下的性能。
2022-12-13 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability of Network-Coded Cooperative Communication
我们评估了一个多址合作网络的保密性能，其中的目的节点被窃听的恶意和被动窃听。我们提出的应用程序的网络编码技术作为一种替代方案，以增加在目的地节点的保密性，在提高的错误性能的合法通信，已经在文献中证明。网络编码的杠杆作用，假设legitime合作节点能够执行非二进制线性组合的不同帧之前的传输。不同的情况下，有和没有信道状态信息（CSI）在发射机侧进行评估。通过理论分析和数值分析，从保密中断概率的角度对所提方案的有效性进行了评估。它示出，即使当合法的发射机没有任何CSI，可以通过使用网络编码相比，直接传输和传统的合作技术的保密性增加。
2014-06-30 cs.IT math.IT
System Outage Performance for Three-Step Two-Way Energy Harvesting DF Relaying
无线能量收集是一种有效延长无线传感器网络中能量受限中继节点生存时间的技术。它在三步双向解码转发（DF）中继网络中的应用和相关性能研究引起了人们的高度兴趣，但仍然缺乏足够的研究。在本文中，我们提出了一个动态功率分裂（PS）计划，以最小化系统中断概率在三步双向能量收集DF中继网络，并推导出一个解析表达式的系统中断概率相对于最佳动态PS比。为了进一步提高系统中断性能，我们提出了一种改进的动态方案，PS比和功率分配比在中继动态调整根据瞬时信道增益。最后，对改进后的动态方案进行了相应的系统性能分析.仿真结果表明，我们提出的方案优于现有的方案的系统中断性能，改进的动态方案优于动态PS方案。
2019-02-28 cs.IT math.IT
On the Performance of Ultra-Reliable Decode and Forward Relaying Under the Finite Blocklength
在本文中，我们研究的解码和转发（DF）中继协议与有限块长度（FB）的性能。我们提供了三个不同的DF中继协议，假设信道是准静态瑞利衰落的整体中断概率。更重要的是，我们推导出了三种中继场景下的中断概率的封闭表达式。我们说明协议的合作通信优于直接传输（DT）。此外，我们比较了超可靠（UR）区域的合作计划的运作效率。
2017-06-21 cs.IT math.IT
Outage Probability Analysis of RF/FSO-VLC Communication Relaying System
本文提出了一种非对称中继系统，提供混合室外子系统和室内可见光通信（VLC）接入点之间的通信分析。室外子系统是一个混合射频（RF）/自由空间光学（FSO）系统，旨在减少天气条件对传输质量的影响。推导了系统中断概率的解析表达式。数值结果，并证实了Monte Carlo模拟。系统和信道参数的中断概率性能的影响进行了研究和讨论。VLC子系统的更大的光发射功率反映在更好的系统性能，以及更低的室内环境高度。当室内房间较高时，光信号的传播时间更长，会有更大的功耗和性能恶化。此外，中断概率本底是中继系统设计的重要限制因素。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Secrecy Outage Capacity of Fading Channels
本文研究了在平坦衰落信道下中断约束下的点到点安全通信。更具体地说，我们扩展了中断容量的定义以考虑保密约束，并在对发射机CSI（信道状态信息）的两种不同假设下获得了相应基本限制的尖锐特征。首先，我们发现中断保密容量假设发射机具有完善的知识的合法和窃听信道增益。在这种情况下，容量实现方案依赖于合法节点之间机会性地交换私钥。这些密钥存储在密钥缓冲区中，稍后使用Vernam的一次性密码本技术来保护延迟敏感数据。然后，我们将我们的结果扩展到更实际的情况下，假设发射机只知道合法的信道增益。在这里，我们的可验证性参数依赖于隐私放大技术来生成秘密密钥位。在这两种情况下，我们还描述了最佳功率控制策略，有趣的是，原来是一个明智的组合，信道反转和最佳遍历策略。最后，我们分析了关键缓冲区溢出对整体中断概率的影响。
2011-12-13 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis for Cooperative NOMA Systems with Relay Selection Scheme
研究了Nakagami- $m$衰落信道下多中继辅助非正交多址接入（NOMA）网络的保密中断性能。利用两个时隙从基站向目的地发送信号。在第一个时隙，基站通过消息映射策略将两个用户的叠加信号广播给所有解码转发中继。然后，选择的中继通过功率域NOMA技术向两个用户发送叠加信号。三种中继选择（RS）方案，即，提出了最优单中继选择（OSRS）方案、两步单中继选择（TSRS）方案和最优双中继选择（ODRS）方案，并分析了保密中断性能。作为一个基准，我们还研究了保密中断性能的NOMA系统与传统的多中继合并（TMRC）计划，其中所有的中继，成功地解码信号从源转发信号到NOMA用户具有相同的功率。考虑到两个NOMA用户的保密容量之间的相关性和不同的保密要求，推导了所提出的OSRS、TSRS和ODRS方案以及TMRC方案的安全中断概率（SOP）的封闭表达式，并通过仿真进行了验证。为了得到更多的见解，我们还推导出封闭形式的表达式的渐近SOP的所有计划与固定和动态的功率分配。此外，还得到了合作NOMA系统的保密分集阶。结果表明，与TMRC方案相比，我们提出的方案可以显著提高保密性能，并且所有采用固定功率分配的RS方案都获得了零SDO，而采用动态功率分配的OSRS方案获得了与TMRC相同的SDO。
2019-09-01 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Performance of Multi-antenna Wiretap Channels With Diversity Combinings Over Correlated Rayleigh Fading Channels
本文提出了一个详细的保密中断性能的相关多天线窃听信道与三个流行的分集合并方案，即最大比合并，选择合并，并在合法接收机的等增益合并的分析。对于单输入多输出窃听信道，导出了系统秘密中断概率的精确表达式和渐近表达式。研究结果表明，与所有通道都是独立的情况相比，仅主通道的相关性使SOP增加1/det（U），其中det（U）是相关矩阵U的行列式。相比之下，在合法接收器处的高信噪比状态下，主信道与窃听者信道之间的相关性对SOP具有积极影响。此外，对于多输入多输出窃听信道，两个发射天线选择（TAS）计划的SOP进行了分析所考虑的相关信道模型。这两种TAS方案的SOP关系由保密阵列增益量化。最后，数值模拟证实了分析结果。
2018-08-09 cs.IT math.IT
Maximum Secrecy Throughput of MIMOME FSO Communications with Outage Constraints
在这项工作中，我们考虑的情况下，两个多孔径合法的节点（爱丽丝和鲍勃）通过自由空间光（FSO）通信的存在下，一个多孔径窃听（夏娃），这是受到指向错误。根据Alice处的信道状态信息（CSI）的可用性，考虑两种不同的方案：i）自适应方案，其中Alice相对于Bob拥有瞬时CSI; ii）固定速率方案，其中这样的信息在Alice处不可用。上述方案的性能进行评估，最近提出的度量命名为有效的保密吞吐量（EST），其中包括可靠性和保密性的限制。通过约束系统的操作低于一个给定的最大允许的保密中断概率，我们评估的EST分析，并通过数值计算结果，表明使用多个孔径在爱丽丝是非常重要的实现最佳的EST。
2018-03-07 cs.IT math.IT
Outage Analysis and Optimization for Time Switching-based Two-Way Relaying with Energy Harvesting Relay Node
能量收集（EH）和网络编码（NC）已成为未来无线网络的两种有前途的技术。在本文中，我们将它们结合在一起，在一个单一的系统，然后提出了一个基于时间切换的网络编码中继（TSNCR）协议的双向中继系统，其中一个能量受限的中继收获的能量从发送的射频（RF）信号从两个源，然后帮助双向中继信息交换的两个源之间的消耗收获的能量。为了评估系统的性能，我们推导出一个显式表达式的中断概率建议TSNCR协议。为了探索系统的性能极限，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少系统中断概率。针对该问题的非凸性，设计了一种基于遗传算法（GA）的优化算法，数值结果验证了理论分析的正确性，并表明在EH双向中继系统中，采用NC可以大大降低系统的中断概率。此外，它表明，继电器的位置很大程度上影响TSNCR的系统性能，其中相对较差的停电性能时，继电器被放置在两个源的中间实现。这是首次在EH型双向继电器系统中观察到这种现象。
2014-12-25 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
Effects of CSI Knowledge on Secrecy of Threshold-Selection Decode-and-Forward Relaying
研究了存在被动窃听者的三节点协作无线通信系统的保密性。阈值选择解码转发（DF）中继被认为是，它可以正确解码源消息，只有当一个预定义的信噪比（SNR）是实现。研究了信道状态信息（CSI）可用性对保密中断概率（SOP）和各态历经保密率（ESR）的影响，并推导出了封闭表达式。分集是从直接和中继路径都在目的地和窃听者的最大比合并（MRC）和选择合并（SC）计划的组合。渐近分析时，每跳SNR是相同的平衡的情况下，当它是不同的不平衡的情况下。分析表明，这两个跳可能是安全通信的瓶颈，但是，他们并不影响保密性相同。虽然观察到CSI知识可以提高保密性，但是当所需速率较低时，SOP的改进量更大，并且当操作SNR也较低时，ESR的改进量更大。研究还表明，信源到窃听者链路的信噪比对保密通信更为重要。
2018-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Bounds on the Secrecy Outage Probability for Dependent Fading Channels
无线传输的敏感数据量将随着未来技术的发展而增加。这引发了许多关于安全数据传输的问题。除了密码学之外，近年来信息理论安全越来越受到关注。除其他外，它处理的问题，安全的数据传输的物理层上的合法接收器（鲍勃）在窃听者（夏娃）的存在。在这项工作中，我们调查上界和下界的秘密中断概率缓慢衰落窃听信道之间的衰落信道鲍勃和夏娃的任意依赖结构。信道状态信息在发射机（CSI-T）和可用性的CSI-T的情况下，只有主信道的合法接收机被认为是缺乏。此外，我们推导出明确的表达式的上限和下限瑞利衰落，并比较它们的情况下，独立的信道。合法信道和窃听信道的联合分布对可实现的保密中断概率有着巨大的影响。该界限使开发保证保密方案，仅测量边缘信道分布。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis of Non-Orthogonal Spectrum Sharing for Heterogeneous Cellular Networks
在本文中，我们调查的物理层安全性的异构蜂窝网络组成的一个宏小区和一个小小区的存在下，一个被动的窃听者，打算利用宏小区和小小区的传输。在异构蜂窝网络中，考虑了正交频谱共享（OSS）和非正交频谱共享（NOSS）两种情况。OSS允许宏小区和小小区以正交的方式接入给定的频谱带，而NOSS使它们能够同时接入相同的频谱，并且存在相互干扰。因此，我们提出了两种NOSS方案，即干扰限制NOSS（IL-NOSS）和干扰消除NOSS（IC-NOSS），其中相互干扰通过功率控制被限制在IL-NOSS中的可容忍水平以下，并且IC-NOSS方案利用专门设计的信号来消除合法蜂窝用户接收的干扰，同时混淆被动窃听者。我们推导出了OSS、IL-NOSS和IC-NOSS方案的整体保密中断概率的封闭形式表达式，该方案考虑了宏小区和小小区的传输保密性。通过在高信噪比区域的渐近秘密中断分析，我们进一步描述了OSS，IL-NOSS和IC-NOSS方案的秘密多样性。结果表明，OSS和IL-NOSS方法只能获得相同的保密分集增益为零，而IC-NOSS方案可以获得更高的保密分集增益为1。此外，数值结果表明，IC-NOSS方案显着优于OSS和IL-NOSS方法的整体保密中断概率。
2019-01-29 cs.IT math.IT
Secrecy Outage and Diversity Analysis of Cognitive Radio Systems
本文研究了多用户多窃听者认知无线电系统的物理层安全问题。该系统由多个认知用户（CU）向同一个认知基站（CBS）发送数据组成，而多个窃听者可以相互协作或独立地拦截CUs-CBS传输，分别称为协作窃听者和非协作窃听者。考虑到多个CU可用，我们提出了轮循调度以及最优和次优的用户调度方案，以提高安全的CUs-CBS传输对窃听攻击。具体地说，最优用户调度的设计是通过假设从CU到CBS，到主用户（PU）和窃听器的所有链路的信道状态信息（CSI）是可用的。相比之下，次优用户调度仅需要CUs-CBS链路的CSI，而不需要PU和窃听者的CSI。我们推导出了这三种调度方案的秘密中断概率的封闭形式的表达式中存在的协调和不协调的窃听。我们还进行了保密分集分析，并表明，轮询调度实现的多样性秩序只有一个，而最佳和次优的调度方案获得完全保密的多样性，无论窃听者合作与否。此外，数值保密中断的结果表明，协调和不协调窃听，最佳用户调度实现最好的安全性能和轮询调度执行最差。最后，随着CU数量的增加，最优和次优用户调度方案的秘密中断概率都显着提高。
2014-06-22 cs.IT math.IT
Outage Constrained Robust Secure Transmission for MISO Wiretap Channels
在本文中，我们考虑了MISO窃听信道的鲁棒安全波束形成器的设计。假设窃听者的信道在发送端只有部分可用，在发送功率和保密率中断概率约束下，我们寻求最大化保密率。中断概率约束要求保密率以高概率超过某个阈值。因此，在设计中包括这样的约束自然确保了期望的鲁棒性。不幸的是，概率约束的存在使得问题非凸，因此难以解决。在本文中，我们研究了中断概率约束的保密率最大化问题，使用一种新的两步方法。在广泛的不确定性模型下，我们开发的算法可以获得高质量的解，有时甚至是精确的全局解，用于鲁棒安全波束形成器的设计问题。仿真结果验证了算法的有效性和鲁棒性。
2013-10-27 cs.IT math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
A Simple Evaluation for the Secrecy Outage Probability Over Generalized-K Fading Channels
提出了广义K衰落信道下保密中断概率（SOP）的一种简单近似方法。随着窃听通道的平均信噪比（SNR）降低，这种近似变得更加紧密。基于这个简单的表达式，我们还分析了在主通道的高信噪比区域的渐近SOP。除了简化SOP表达式显着，这个渐近SOP表达式揭示了在一般情况下的秘密多样性秩序。数值结果表明，我们提出的近似结果的高精度。
2019-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Secrecy Outage Analysis of Mixed RF-FSO Downlink SWIPT Systems
分析了一种安全的双跳混合无射频空间光（RF-FSO）下行链路同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。FSO链路和所有RF链路分别经历伽马-伽马、独立和相同的Nakagami- $m$衰落。我们分析了大气湍流，指向误差，检测技术，路径损耗和能量收集对保密性能的影响。合法和非法接收器的信噪比不是独立的，因为它们同时受到FSO链路的影响。我们推导出保密中断概率（SOP）的封闭形式的表达式，以及当中继和合法目的地的信噪比趋于无穷大时，SOP的渐近结果。Monte-Carlo模拟验证了我们的分析的准确性。结果表明，秘密分集阶数（SDO）取决于中继-目的链路的衰落参数和目的天线的数目。此外，SDO还取决于衰落参数、指向误差参数和FSO链路的检测类型。
2019-09-01 cs.IT math.IT
Secure communications with cooperative jamming: Optimal power allocation and secrecy outage analysis
研究了多个窃听者存在时，安全无线通信系统的保密率最大化问题。通信链路的安全性通过多个干扰机的帮助下的合作干扰而增强。首先，一个可行性条件推导出在目的地实现正保密率。然后，我们解决原来的保密率最大化问题，这是不是凸的功率分配在干扰。为了规避这种非凸性，可达到的保密率近似为一个给定的功率分配在干扰机和近似的问题被配制成一个几何规划。基于这种近似，迭代算法已被开发，以获得在干扰机的最佳功率分配。接下来，我们提供了一个二分法，基于一维搜索，以验证所提出的算法的最优性。此外，在瑞利衰落假设下，分析了所提出的协同干扰方案的保密中断概率。更具体地说，一个单一的积分形式的表达SOP推导出最一般的情况下，以及一个封闭的形式表示的特殊情况下，两个合作的干扰机和一个窃听。仿真结果验证了所提出算法的收敛性和最优性，并对SOP分析进行了理论推导。
2017-01-12 cs.IT math.IT
Optimal Power Control for Analog Bidirectional Relaying with Long-Term Relay Power Constraint
携带延迟敏感信息（诸如语音和/或视频信号）的无线系统通常以固定的数据率进行传输，但是可能偶尔遭受由衰落信道的随机特性引起的传输中断。如果发射机具有可用的瞬时信道状态信息（CSI），则它可以通过利用功率分配来补偿这些中断的显著部分。在传统的双跳双向放大转发（AF）中继系统中，中继已经具有可用的两个链路的瞬时CSI，因为这是中继增益调整所需要的。因此，我们开发了一个最佳的功率分配策略的继电器，调整其瞬时输出功率所需的最低水平，以避免停电，但只有当所需的输出功率低于一些截止水平，否则，继电器是沉默的，以节省电力，延长其寿命。该方案被证明是最小化系统中断概率，平均功率约束的中继和固定的输出功率在端节点。
2014-04-03 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Short Message Cooperative Relaying Protocols under Nakagami-m Fading
在接下来的几年里，无线通信系统的发展推动世界进入一个完全连接的社会，其中机器类型通信（MTC）作为未来蜂窝系统的关键使能器发挥着重要作用。MTC被分类为mMTC和uMTC，其中mMTC提供到大量设备的连接，而uMTC与无线通信的低延迟和超高可靠性有关。本文研究了具有增量中继技术的uMTC，其中源和中继协作将消息传送到目的地。在本文中，我们比较了两种不同的合作中继协议的性能与有限块长度（FB）制度下的直接传输。我们定义的整体中断概率在每个中继的情况下，假设Nakagami-m衰落。我们表明，合作通信优于FB制度下的直接传输。此外，我们研究了衰落的严重程度和功率分配因子的中断概率和最小延迟所需的，以满足超可靠通信的要求的影响。此外，我们提供了封闭形式的中断概率。
2018-01-23 cs.IT math.IT
Cyber-Physical-Systems and Secrecy Outage Probability: Revisited
本文从技术上探讨了保密率$Λ$和保密中断概率（SOP）的凹版本为$\mathop{{\rm \mathbb{M}ax}}\limits_{Δ} {\rm \; } \mathbb{P}\mathscr{r} \big( Λ\ge λ\big) $的最大化问题。我们这样做是从一个通用的观点，即使我们使用传统的Wyner的窃听通道，我们的系统模型$-$的东西，可以扩展到每一种保密建模和分析。我们考虑它的黎曼流形，并在数学上定义它的体积为$\mathbb{V}\mathscr{ol}\big \lbrace Λ\big \rbrace$。通过得到黎曼流形及其体积的一个新的界，我们随后将它与相对概率闭包中存在的特征值的个数联系起来。借助\textit{Finsler's}引理、广义\textit{Young's}不等式、广义\textit{Brunn-Minkowski}不等式、\textit{Talagrand's}浓度不等式，证明了一些新的引理.此外，我们提出了一种新的马尔可夫决策过程为基础的强化学习算法，以找到最佳的政策有关的特征值分布$-$的东西，扩展到一个可能的半马尔可夫决策过程的情况下，定期攻击。
2022-06-14 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink NOMA with Imperfect SIC at Untrusted Users
针对含两个不可信用户且 SIC 非理想的下行 NOMA 系统，设计安全通信协议，推导功率分配边界及两用户 SOP 的解析与闭式近似，并通过数值结果验证分析。
2023-08-17 cs.IT math.IT
Selection Relaying at Low Signal to Noise Ratios
最近Avestimehr等人研究了协作分集在低信噪比（LSNR）下的性能。[1]，他强调了在低SNR下分集增益相对于复用增益的重要性。也有人指出，连续的能量转移到信道是必要的，以实现在LSNR的最大流量最小切割边界。出于这一动机，我们建议使用选择解码和转发（SDF）在LSNR和中断概率方面的性能进行分析。我们还提出了一种能量优化方案，进一步降低中断概率。
2007-07-02 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Transmission in Multi-Antenna Relay Wiretap Channels with Spatially Random Eavesdroppers
我们设计了一个新的安全传输方案中的中继窃听信道中的源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。为了实用起见，我们考虑一个通用的天线配置，其中的源，中继，目的地，和窃听器都配备了多个天线。为了迷惑窃听者，我们假设源和中继器除了发送信息信号之外还发送人工噪声信号。我们首先推导出一个封闭形式的表达式的传输中断概率和一个易于计算的表达式的保密中断概率。值得注意的是，这些表达式对于源、中继和目的地处的任意数量的天线都是有效的。然后，我们推导出简单而有价值的表达式的渐近传输中断概率和渐近保密中断概率，这揭示了保密性能时，在源的天线数量增长足够大。使用我们的表达式，我们量化了一个实用的性能指标，即保密吞吐量，保密中断概率约束下。我们进一步确定的系统和信道参数，最大限度地提高保密吞吐量，导致分析安全解决方案适合现实世界的部署。
2016-05-05 cs.IT math.IT
