Secrecy in the 2-User Symmetric Deterministic Interference Channel with Transmitter Cooperation
本文针对2用户对称线性确定性干扰信道，提出了一种新的可实现方案，该方案具有有限速率发射机协作和接收机处的完美保密约束。所提出的可实现的方案包括干扰消除、中继其他用户的数据比特、分时和随机比特的传输的组合，这取决于协作链路的速率以及信号和干扰的相对强度。结果表明，例如，所提出的方案实现了相同的速率的容量没有保密约束，在弱干扰制度的初始部分。此外，在非常高的干扰状态下，与共享数据比特相比，通过协作链路共享随机比特可以实现更高的保密率。结果突出了有限的发射机合作，以促进安全的通信2用户干扰信道的重要性。
2013-04-03 cs.IT math.IT
On the Secrecy of Interference-Limited Networks under Composite Fading Channels
本文研究了干扰受限条件下无线信道的保密容量。我们假设干扰源按照点泊松过程均匀分布在网络区域上，信道模型由路径损耗、对数正态阴影和Nakagami-m衰落组成。非零保密容量的概率和保密中断概率，然后推导出封闭形式的表达式，使用随机几何和高阶统计的工具。我们的数值结果表明，如何保密度量的影响所需的接收器，窃听者和合法的发射机的处置。
2014-11-14 cs.IT math.IT
Polar Coding for the Cognitive Interference Channel with Confidential Messages
在强保密准则下，针对具有机密信息的认知干扰信道（CICC），提出了一种低复杂度、保密容量可达的极化编码方案。用于干扰信道的现有极化编码方案依赖于将极化码用于多址信道，其码构造问题可能是复杂的。我们表明，CICC的整个保密容量区域可以通过简单的点对点极化码实现，由于认知，我们提出的方案需要在编码器的随机率最小。
2017-10-27 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Secrecy
研究了保密约束下的频率/时间选择性$K$ -用户高斯干扰信道。两个不同的模型，即干扰信道与机密消息和一个外部窃听者，进行了分析。这两种模型之间的关键区别是缺乏关于外部窃听者的信道状态信息（CSI）。使用干扰对齐与保密预编码，它表明，每个用户可以实现非零安全的自由度（DoF）的两种情况下，自由度。更确切地说，所提出的编码方案在机密消息模型中实现了每个用户的$\frac{K-2}{2K-2}$安全DoF { \em具有概率1}。对于外部窃听者的情况下，另一方面，它表明，每个用户可以实现$\frac{K-2}{2K}$安全的自由度{ \em在遍历设置}。值得注意的是，这些结果建立了干扰对无线网络的保密容量区域的{ \em积极影响}。
2008-10-07 cs.IT math.IT
On the Secrecy Rate of Interference Networks using structured codes
本文表明，结构化传输方案是一个很好的选择，秘密通信的干扰网络与窃听。结构化传输利用信道的不对称性，从而表现得比随机生成的码本，这样的渠道。对于一类干扰信道，我们表明，模糊总和率是在两个比特的最大可能的合法通信总和率是可以实现的格码。
2009-05-13 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
Perfect Secrecy in Physical Layer Network Coding Systems from Structured Interference
物理层网络编码（PNC）已被提出用于下一代网络。在这篇文章中，我们研究了PNC方案与嵌入式完全保密利用结构化干扰中继网络中的两个用户和一个单一的中继。在一个实际的情况下，两个用户采用有限的和均匀的信号输入分布，我们提出了上界（UB）的可实现的完美的保密率，并使这些明确的PAM调制解调器时使用。然后，我们描述了两个简单的，明确的编码器，可以实现完美的保密率接近这些UB相对于一个不可信的中继在单天线和单中继设置。最后，我们将我们的系统推广到MIMO中继信道中，中继有更多的天线比用户和最佳的预编码矩阵，保持所需的保密约束进行了研究。我们的研究结果表明，在下一代系统中，具有增强的吞吐量和保证数据机密性的PNC传输方案的设计是可行的。
2016-02-01 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
Adding a Helper Can Totally Remove the Secrecy Constraints in Interference Channel
在许多通信信道中，保密约束通常会导致容量和广义自由度（GDOF）的损失。在这项工作中，我们展示了一个有趣的观察，添加一个助手可以完全消除罚款和GDoF，两个用户对称高斯干扰信道。对于干扰信道，其中每个发射机在没有保密约束的情况下向预期接收机发送消息，总和GDoF是众所周知的“W”曲线，由Etkin-Tse-Wang在2008年表征。如果保密约束施加在这个干扰信道上，其中每个发射机的消息必须是安全的，从非故意的接收器（窃听者），然后一个GDoF的罚款是招致和安全的总和GDoF减少到修改的“W”曲线，由陈最近导出。在这项工作中，我们表明，通过添加一个助手到这个干扰信道的保密约束，安全的总和GDoF原来是一个“W”曲线，这是相同的总和GDoF的设置没有保密约束。所提出的方案是基于合作的干扰和仔细的信号设计，这样的干扰信号的助手是在一个特定的方向和功率电平与发射机的信息信号对齐，这允许完全消除惩罚在GDOF由于保密约束。此外，由于有理独立性，噪声去除和信号分离的估计方法被用于安全率分析。
2018-12-03 cs.IT math.IT
Improving the Secrecy of Distributed Storage Systems using Interference Alignment
针对无线干扰信道，采用干扰对齐的方法生成再生码，实现了分布式存储系统的割集界。这些代码提供了数据的可靠性，并执行有效的精确的节点修复时，一些节点失败。干扰对齐作为一个概念，对于提高最小存储再生（MSR）码中失效节点的修复效率尤为重要。此外，它可以提高存储的数据在被动入侵者存在的安全性。在本文中，我们构建了一个新的代码弹性的威胁模型，一个被动的窃听者可以访问存储在一个子集的节点和下载的数据在修复过程中的一个子集的故障节点的数据。我们实现了一个最佳的保密容量的新显式构造的MSR干扰对齐码。因此，我们表明，窃听者获得零信息从存储在分布式存储的原始消息，我们实现了完美的保密。
2018-01-05 cs.IT math.IT
Cooperative encoding for secrecy in interference channels
本文研究了存在外部窃听者时两用户干扰信道的基本性能极限。在这种情况下，我们构建了一个内界，保密容量区域的基础上，合作编码的思想，其中两个用户合作设计他们的随机码本，并共同优化他们的信道前缀分布。我们的可扩展性方案还利用消息分裂，以允许在非预期接收器的干扰的部分解码。外边界，然后推导出并用于建立在某些情况下的最优性的建议计划。在高斯的情况下，以前提出的合作干扰和噪声转发技术是我们所提出的方法的特殊情况。总体而言，我们的研究结果提供了关于如何利用干扰来提高无线网络保密能力的结构性见解。
2011-04-21 cs.IT math.IT
Secrecy Energy Efficiency Optimization for Artificial Noise Aided Physical-Layer Security in OFDM-Based Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了主基站（PBS）和认知基站（CBS）在不同的正交频分复用（OFDM）子载波的能量有效的安全下行链路通信在基于OFDM的认知无线电网络（CRN）的存在的窃听者有多个天线。我们提出了一个保密的能源效率最大化（SEEM）计划，利用瞬时信道状态信息（ICSI）的窃听者，称为ICSI的SEEM（ICSI-SEEM）计划与给定的总发射功率预算的PBS和CBS的不同的OFDM子载波。对于窃听者的ICSI未知的情况，我们还提出了一种利用窃听者的统计CSI（SCSI）的SEEM方案，即基于SCSI的SEEM（SCSI-SEEM）方案。由于ICSI-SEEM和SCSI-SEEM问题都是分数阶非凸问题，我们首先将其转化为等价的减法问题，然后利用两凸函数差逼近方法得到近似凸问题。最后，提出了新的两层功率分配算法，以实现我们制定的ICSI-SEEM和SCSI-SEEM问题的$\varepsilon$ -最优解。仿真结果表明，ICSI-SEEM方案比SCSI-SEEM方案具有更好的保密能量效率（SEE）性能，并且ICSI-SEEM和SCSI-SEEM方案的SEE性能优于传统的SR最大化和EE最大化方法.
2018-10-11 cs.IT math.IT
Generalized Interference Alignment --- Part II: Application to Wireless Secrecy
与有线通信相比，由于无线传播介质的广播性质，无线通信非常容易被窃听。最近的工作已经提出了使用干扰来减少无线窃听网络中的窃听能力。然而，干扰对窃听接收器（ER）和合法接收器（LR）的并发影响尚未得到彻底的研究，需要仔细设计网络干扰，以充分利用干扰的潜力，实现无线保密。这两个部分的文件解决了这个问题，提出了一个广义的干扰对齐（GIA）技术，该技术联合设计的收发器在合法的合作伙伴，以阻止ER而不干扰LR。在第一部分中，我们建立了一个理论框架的GIA技术。在第二部分中，我们将首先提出一个有效的GIA算法，适用于大规模的网络，然后通过分析和仿真来评估该算法在随机无线窃听网络中的性能。这些结果揭示了GIA何时以及如何有助于无线保密的见解。
2015-03-21 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of 2-user Gaussian Z-Interference Channel with Shared Key
本文研究了有限速率秘密密钥在干扰受限情况下提高系统保密性能的作用。为了解决这个问题，考虑在接收端具有保密约束的2用户高斯Z-IC。这里的基本问题之一是如何使用秘密密钥作为编码过程的一部分。本文提出了新的可实现的方案，其中方案彼此不同的基础上如何在编码过程中使用的密钥。第一个可实现的方案使用密钥的一部分用于一次性密码本，而密钥的剩余部分用于窃听编码。执行编码，使得经历干扰的接收器可以在不违反保密约束的情况下解码干扰的某一部分。作为导出结果的特殊情况，当密钥完全用于一次性密码本或部分窃听编码时，可以获得保密率区域。第二种方案使用共享密钥来使用一次性密码本加密消息，并且与前一种情况相比，在接收器处没有解码干扰。本文还给出了引起干扰的发射机的和速率和保密率的外界。导出外界的主要新颖性在于选择提供给接收器的边信息并在接收器处使用保密约束。导出的外边界被认为是紧依赖于信道条件和速率的关键。密钥速率的缩放行为也探讨了不同的方案使用安全GDOF的概念。在某些特定的情况下，不同的计划的最优性的特点。研究结果表明，当用户在干扰受限的环境下工作时，密钥速率分裂对提高系统的保密性能具有重要意义。
2021-05-19 cs.IT math.IT
Outer Bounds on the Secrecy Capacity Region of the 2-user Z Interference Channel With Unidirectional Transmitter Cooperation
本文推导了发射机之间速率受限单向协作的2用户Z干扰信道（Z-IC）的保密容量域的外界。首先，在线性确定性环境下研究了该模型。秘密容量区域上的外部边界的推导涉及要提供给接收器的边信息的仔细选择以及以明智的方式在接收器处使用秘密约束。为此，提出了一种新的划分的编码的消息和输出的确定性模型的基础上的干扰和信号的强度。所得到的外边界是紧的，使用可实现的计划，作者在以前的工作。利用从确定性模型中得到的见解，得到了2用户高斯Z-IC的保密容量区域的外界。两个模型的外边界之间的等价性也被建立。它还表明，在接收端的保密约束不伤害2用户Z-IC的弱/中等干扰制度的确定性模型的容量区域。另一方面，高斯情况下开发的外部边界表明，在接收机的保密约束可以减少弱/中等干扰制度的容量区域。这些界限的相对性能的研究揭示了洞察2用户Z-IC与有限速率发射机合作的基本限制。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Comments on "Precoding and Artificial Noise Design for Cognitive MIMOME Wiretap Channels"
指出并纠正了[1]中存在的一些缺陷和错误。在考虑这些修正的情况下，严格证明了[1]中的逐次凸近似算法产生一个递增的有界真保密率序列，因而收敛.它进一步表明，其收敛点是原SRM问题的KKT点，如果原问题是凸的，这个收敛点是全局最优的，这是不一定的情况下，在一般情况下。建立了真实保密率序列和近似保密率序列的交织性质。
2020-10-24 cs.IT math.IT
On the Capacity of the 2-User Interference Channel with Transmitter Cooperation and Secrecy Constraints
本文研究了在2用户高斯对称干扰信道（GSIC）中，发射机之间的有限速率协作对于管理干扰和同时确保保密性的价值。首先，在对称线性确定性IC（SLDIC）设置的问题进行了研究，并提出了可实现的方案，基于干扰消除，中继的其他用户的数据位，和随机位的传输。在所提出的可实现的方案中，有限速率的协作链路被用来共享数据比特和随机比特的组合，这取决于模型参数。上的保密率的外界也来自，使用一种新的分区的编码的消息和输出取决于信号和干扰的相对强度。在所有可能的参数设置下导出内部和外部边界。据发现，对于一些参数设置，内部和外部边界匹配，产生的发射机合作和保密约束下的SLDIC的能力。在其他一些场景中，可实现速率与2用户SLDIC的容量区域匹配，而没有Wang和Tse [1]推导出的保密约束;因此，在这些情况下，所提出的方案免费提供保密性。受确定性情形下的可实现方案和外界的启发，推导了高斯情形下的可实现方案和外界。所提出的可实现的方案的高斯情况下是基于马顿的编码方案和随机编码以及虚拟消息传输。这两种模型的可实现方案中使用的关键技术之一是干扰消除，它同时提供了两个看似矛盾的好处：消除干扰和确保保密。本文的许多结果也推广到非对称情形。
2016-06-13 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity Region of the 2-user Z Interference Channel with Unidirectional Transmitter Cooperation
在这项工作中，单向有限速率发射机合作的作用进行了研究的情况下，2用户Z干扰信道（Z-IC）与保密约束的接收机，同时实现两个相互冲突的目标：减轻干扰和确保保密。首先，在线性确定性模型下研究了该问题。确定性模型的可实现方案使用协作预编码和干扰信号的传输的融合。所提出的计划的最优性建立的确定性模型的所有可能的参数设置使用的外部边界推导出作者在以前的工作。利用从确定性模型中得到的见解，得到了2用户高斯Z-IC的保密容量区域的下界。在这种情况下，可实现的方案除了协同预编码和干扰信号的传输之外还使用随机编码。的安全和广义自由度（GDOF）的特点，并显示为最佳的弱/中等干扰制度。它还表明，安全和容量位于2位/s/Hz的外边界的弱/中等干扰制度的合作链路的容量的所有值。有趣的是，在确定性模型的情况下，发现由于在弱/中等干扰制度中接收器处的保密约束，在Z-IC的容量区域上没有惩罚。同样，它被发现，有没有损失的安全和GDOF的高斯情况下，由于在接收机的保密约束，在弱/中等干扰制度。结果突出了合作在促进Z-IC安全通信方面的重要性。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Discrete Memoryless Interference and Broadcast Channels with Confidential Messages: Secrecy Rate Regions
我们研究离散无记忆干扰和广播信道的信息理论安全与独立的机密消息发送到两个接收器。机密信息以信息论的保密性被传送给它们各自的接收者。也就是说，每个接收者都完全不知道要发送给另一个接收者的消息。秘密级别由窃听接收器处的含糊率来衡量。在本文中，我们提出了这两个通信系统的保密容量区域的内界和外界。导出的外边界具有适用于两个信道模型的相同的互信息表达式。不同之处在于优化表达式的输入分布。内边界速率区域通过随机分箱技术实现。对于广播信道，双合并编码方案允许联合编码和保密性的保持。此外，我们表明，对于一个特殊的情况下的干扰信道，被称为开关信道，两个界限满足。最后，我们描述了高斯干扰信道的几种传输方案，并推导出它们的可达速率区域，同时确保互信息理论的保密性。提出了一种编码方案，其中发射机专用的一些功率来创建人工噪声，并显示优于时间共享和简单的多路复用传输的机密消息。
2007-12-11 cs.IT math.IT
Secure Cognitive Radio Communication via Intelligent Reflecting Surface
研究了一种智能反射面辅助频谱共享的认知无线电窃听信道（WTC），在次发射端总功率受限、主接收端干扰功率受限和智能反射面单位模受限的条件下，提高了次用户在该信道中的保密率。由于额外的IPC和窃听者（Eve）的考虑，所有现有的解决方案，提高IRS辅助的非CR WTC的保密率，以及提高传输速率的IRS辅助CR信道没有窃听者在这项工作中失败。因此，我们提出了新的数值解来优化该信道在完整的主用户、次用户的信道状态信息（CSI）和Eve的CSI的三种不同情况下的保密率：完整的CSI、估计误差有界的不完美CSI和没有CSI。仿真结果表明，我们所提出的解决方案的IRS辅助设计大大提高了保密性能相比，现有的数值解，有和没有IRS下充分和不完善的夏娃的CSI。在大多数信道实现情况下，在没有Eve的CSI的情况下，我们提出的AN辅助方法可以达到正保密率，从而也可以保证安全通信。所有提出的AO算法都是单调收敛的。
2021-04-11 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
The Gaussian Many-to-1 Interference Channel with Confidential Messages
多对一干扰信道由于体现了干扰网络的本质而受到关注，同时比一般的K用户干扰信道更易处理。在本文中，我们引入信息理论的保密性，这个模型和考虑的多对一干扰信道的机密消息，其中每个接收机，特别是一个受到干扰，也是一个干扰用户的消息需要保密。我们推导出可实现的保密和速率为这个通道使用嵌套格码，以及上界的保密和速率为所有可能的信道增益配置。我们确定了几个非平凡的情况下，上限和实现的保密和速率之间的差距只是一个函数的用户K的数量，并且在所有可能的信道增益配置在每种情况下是均匀的。此外，我们确定了该通道的安全自由度，并表明它相当于其自由度，即，高信噪比下的保密是免费的。
2010-05-04 cs.IT math.IT
Interference Channels with Strong Secrecy
已知给定来自相同嵌套格码本的两个独立均匀分布的格点的实和，窃听者可以获得关于格点之一的值的每个信道至多1比特的信息。在这项工作中，我们研究了这1位信息对三种常用信息理论测量中表达的含糊度的影响，即，Shannon熵Renyi熵和最小熵然后，我们展示了它的应用程序中的干扰信道的机密消息。在我们以前的工作中，我们表明，嵌套格码可以优于高斯码在此信道下实现的速率与弱保密概念测量。在这里，与Renyi熵和最小熵测度，我们证明了同样的安全自由度是可以实现的强保密性的概念。新的编码方案的一个主要优点是，强保密性是从一个单一的格点，而不是一个序列的格点。因此，机密消息和窃听者的观察之间的互信息随着信道使用的数量的减少比先前已知的用于嵌套格码的强保密编码方法快得多。
2009-10-14 cs.IT math.IT
Secrecy Rate Region of SWIPT Wiretap Interference Channels
研究了在接收端能量收集约束下，多天线被动窃听者窃听干扰信道的保密率域。为了在网络中保持运行，合法接收器需要能量以及信息，这通过功率传输和利用功率分配（PS）接收器来实现。通过同时无线信息和功率传输（SWIPT），对窃听者的泄漏量增加，这反过来又降低了保密率。对于这种设置，安全的通信速率的下限推导而不施加任何限制在窃听处理。这些下限，然后通过假设最坏情况下的线性窃听处理所实现的速率进行比较。我们表明，在某些特殊情况下，最坏情况下的窃听者不扩大可实现的安全率区域相比，无约束的窃听者的情况下。事实证明，为了实现保密率区域的帕累托边界，需要对发射功率和接收机PS系数进行智能调谐。因此，我们提出了一个有效的算法来优化这些参数联合在多项式时间。保密率区域的特征被制定为一个加权最大最小优化问题。由于约束集的非凸性，使得该问题成为一个非凸问题。这个集合被替换为一个凸子集，从而导致一个可实现的次优解，迭代改进。通过有效地解决这个问题，我们得到了在满足能量需求的同时提供保密性的速率损失量。
2019-02-28 cs.IT math.IT
Joint Power Control in Wiretap Interference Channels
无线网络中的干扰降低了终端处的信号质量。然而，它可以潜在地提高保密率。本文研究了两用户干扰网络中，其中一个用户，即用户1，需要建立一个保密连接的保密率。用户1希望防止网络的非预期用户对其传输进行解码。用户1必须进行发送，使得其保密率最大化，同时满足另一用户（用户2）的目的地处的服务质量，并且考虑两个用户的功率限制。我们考虑两种情况：1）用户2改变其功率以有利于用户1，利他情形，2）用户2是自私的并且仅旨在维持其目的地处的最小服务质量，利己情形。它示出，有一个阈值，只有低于或高于用户2的发射功率，取决于信道质量，用户1可以实现一个积极的保密率。为了进行联合最优功率控制，得到了封闭形式的解决方案。此外，一个新的度量称为保密能源效率。我们表明，在一般情况下，在干扰信道的情况下，用户1的保密能量效率高于无干扰信道。
2016-04-24 cs.IT math.IT
Cooperative Secret Communication with Artificial Noise in Symmetric Interference Channel
我们考虑对称高斯干扰信道中，两个用户试图提高他们的保密率在一个合作的方式。人工噪声与有用的信息一起引入。我们推导了两种最佳点，最大最小点和单用户点的功率控制和人工噪声参数。结果表明，功率约束存在一个临界值$P_c$，低于该临界值时，最大最小点是保密率域上的最优点，高于该临界值时，单用户点间的分时可以获得更大的保密率对.它还表明，人工噪声可以帮助扩大保密率区域，特别是在单用户点。
2010-08-16 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
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
Secrecy and Energy Efficiency in Massive MIMO Aided Heterogeneous C-RAN: A New Look at Interference
在本文中，我们调查的大规模多输入多输出（MIMO）使异构云无线电接入网络（C-RAN）的保密性和能源效率（EE）方面的潜在好处。在该网络中，远程无线电头端（RRH）和大规模MIMO宏小区基站（BS）都被部署，并且采用软分数频率复用（S-FFR）来减轻层间干扰。我们首先检查物理层的安全性，推导出区域遍历保密率和保密中断概率。我们的研究结果表明，使用大规模MIMO和C-RAN可以大大提高保密性能。对于C-RAN，由于其强大的干扰管理，大量的RRH实现了高的区域遍历保密率和低的保密中断概率。我们发现，对于大规模MIMO辅助宏小区，有更多的天线和服务更多的用户提高保密性能。然后，我们推导出异构C-RAN的EE，说明增加RRH的数量显着提高网络EE。此外，它表明，分配更多的无线电资源的RRH层的EE可以线性增加，并提高网络EE，而不影响宏小区的EE。
2016-07-12 cs.IT cs.NI math.IT
Physical-Layer Security with Multiuser Scheduling in Cognitive Radio Networks
在本文中，我们考虑了一个认知无线电网络，由一个认知基站（CBS）和多个认知用户（CU）在存在多个窃听者，其中CU发送数据包的主用户的服务质量（QoS）的约束下，而窃听者试图拦截从CU到CBS的认知传输。研究了认知无线电网络中物理层的安全性，提出了一种基于用户调度的多用户分集策略，以提高认知无线电网络中具有主要QoS约束的传输的安全级别。具体而言，认知用户（CU），满足主要的QoS要求，并最大限度地提高认知传输的可实现的保密率被调度发送其数据包。为了比较的目的，我们还研究了传统的多用户调度和人工噪声计划。我们分析了在瑞利衰落环境下，传统的和建议的多用户调度方案以及人工噪声方案的可实现的保密率和截获概率。数值结果表明，给定一个主要的QoS约束，所提出的多用户调度方案一般优于传统的多用户调度和人工噪声方案的可达到的保密率和拦截概率。此外，我们推导出建议的多用户调度方案的分集阶通过渐近截取概率分析，并证明了充分的分集是通过使用建议的多用户调度。
2013-11-02 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
On the Secrecy Rate Region for the Interference Channel
本文研究了具有安全约束的干扰信道。假设在两用户干扰信道中存在外部窃听者，其中网络用户希望从外部窃听者保护他们的消息。该系统模型允许用户合作添加随机性的信道，以降低外部窃听者的观察，合作binning和信道前缀计划提出了这个系统模型。该方案允许用户以两种方式向信道添加随机性：1）用户合作设计合并码本，以及2）用户合作利用信道前缀技术。作为示例，在高斯情况下利用信道前缀技术来发送由装仓码字和独立生成的噪声样本组成的叠加信号。与单用户场景相比，从协作分箱和信道前缀方案获得的增益揭示了干扰在增加网络安全性方面的积极作用。值得注意的是，可以利用干扰来合作地向网络中添加随机性，以增强安全性。
2009-05-01 cs.IT math.IT
On the Secure Degrees of Freedom in the K-User Gaussian Interference Channel
研究了具有保密约束的K用户高斯干扰信道。两个不同的网络模型，即干扰信道与机密消息和一个外部窃听者，进行了分析。使用干扰对齐与保密预编码在每个发射机，它表明，在网络中的每个用户可以实现非零安全自由度（DoF）在这两种情况下。特别地，所提出的编码方案在具有机密消息的干扰信道模型中为每个用户实现（K-2）/（2K-2）安全DoF，并且在外部窃听者的情况下实现（K-2）/2K安全DoF。这两种情况之间的根本区别源于缺乏有关外部窃听者的信道状态信息（CSI）。值得注意的是，这些结果确立了干扰对无线网络保密能力的积极影响。
2008-05-09 cs.IT math.IT
Spectrum Leasing via Cooperation for Enhanced Physical-Layer Secrecy
合作频谱租赁是指主用户将部分频谱资源租赁给次用户以换取合作的可能性。在存在窃听者的情况下，这种对应关系提出了这种概念的新应用，其中次级合作旨在通过对窃听者产生比对初级接收器更多的干扰来提高初级网络的保密性。为了以积极的方式产生干扰，这项工作研究了在具有多个天线的次级发射机处的波束形成器的最优设计，该波束形成器在满足次级网络所需的速率的同时最大化初级网络的保密率。此外，我们调查两种情况下，取决于窃听者的操作：i）窃听者对待的干扰作为一个加性噪声（单用户解码）和ii）窃听者试图解码和删除的辅助信号（联合解码）的辅助传输。数值结果证实，对于广泛的所需的二级速率约束，所提出的频谱租赁策略增加了主网络的保密率相比，没有频谱租赁的情况下。
2012-05-01 cs.IT math.IT
Design and Analysis of a Concatenated Code for Intersymbol Interference Wiretap Channels
Shahid Beheshti University（沙希德·贝赫什提大学）；McMaster University（麦克马斯特大学）
提出一种两阶段级联编码方案，结合LDPC码与网格码，在符号间干扰窃听信道上实现可靠安全通信，并优化度分布使信息泄露率上界趋于零。
2026-06-08 cs.IT math.IT
On Effective Secrecy Throughput of Underlay Spectrum Sharing $α$-$μ$/ Málaga Hybrid Model under Interference-and-Transmit Power Constraints
基于认知无线电的混合射频/自由空间光（RF / FSO）系统因其能够解决频谱稀缺和频谱利用率不足的问题而成为一种很有前途的技术。因此，这项工作分析了认知RF / FSO混合网络的物理层安全方面，该网络包括一个主用户，一个次级源，一个次级接收器，和一个窃听者，其中的秘密通信发生在两个合法的次级对等体之间的RF和FSO链路同时进行，窃听者只能偷听RF链路。特别地，还考虑了次用户处的最大发射功率限制以及主用户处的可允许干扰功率限制。所有的RF链路被建模为具有$α$ - $μ$衰落，而FSO链路经历具有链路阻塞和指向误差损伤的Málaga（M）湍流。在接收端，利用选择组合分集技术来选择具有最佳电信号比（SNR）的信号。此外，推导了保密中断概率、严格正保密容量概率和有效保密吞吐量的封闭表达式，分析了保密性能。此外，衰落，主-副干扰，检测技术，链路阻塞概率，大气湍流和指向误差的影响进行了研究。最后，Monte-Carlo模拟证实了推导的表达式。
2021-11-12 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Assisted Secret Communication
无线通信由于其广播性质而容易受到窃听攻击。本文说明了如何利用干扰来对抗窃听并协助保密。特别是，被认为是一个窃听信道的帮助下，窃听器（WT-HI）。在这里，发射机在被动窃听者存在的情况下并在独立窃听者的帮助下向其预期的接收机发送机密消息。不知道机密消息的解密者通过发送独立信号来帮助确保消息的保密性。给出了离散无记忆信道和高斯信道下WT-HI的可达保密率和保密容量的几个可计算的外界。
2009-08-17 cs.CR cs.IT math.IT
Joint Secure Beamforming for Cognitive Radio Networks with Untrusted Secondary Users
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
Artificial Interference Aided Physical Layer Security in Cache-enabled Heterogeneous Networks
缓存流行内容是卸载无线网络中移动数据流量的一种很有前途的方法，但到目前为止，缓存在提高物理层安全性（PLS）方面的潜在优势很少被考虑。在本文中，我们有助于利用用户的缓存能力，以提高PLS在无线异构网络（HetNet）的设计和理论理解。在这样的网络中，基站（BS）通过利用一些可用功率来发送预先缓存的文件，使得仅窃听者的信道被降级，来确保通信的保密性。因此，BS，用户和窃听者的节点位置首先建模为相互独立的泊松点过程（PPP）和相应的文件访问协议的开发。然后，我们推导出两个指标的解析表达式，平均保密率和保密覆盖概率，为建议的系统。数值结果表明，所提出的网络的显着的安全优势，并表征网络资源的保密度量的影响。
2017-11-11 cs.IT math.IT
Generalized Interference Alignment --- Part I: Theoretical Framework
干扰对齐（IA）由于能够在干扰网络上实现最优的信噪比容量缩放，引起了人们极大的研究兴趣。IA最近也成为一个有效的工具，在工程干扰的保密保护无线窃听网络。然而，尽管有许多致力于IA的作品，但其两个基本问题，即，可行性条件和收发器设计在文献中没有完全解决。在这两部分的文件中，提出了一种广义干扰对齐（GIA）技术，以提高IA的保密保护能力。第一部分首先建立了一个理论框架来分析GIA的两个基本问题，然后在第二部分中描述了GIA在大规模随机网络中的性能，以说明GIA如何有利于保密保护。GIA的理论框架采用代数几何中的方法论，确定了GIA可行的充要条件，并给出了一组求解GIA问题的算法。该框架为全球影响评估的制定和实施奠定了基础。
2015-03-21 cs.IT math.IT
Algorithms for Globally-Optimal Secure Signaling over Gaussian MIMO Wiretap Channels Under Interference Constraints
在总发射功率约束（TPC）和干扰功率约束（IPC）的基础上，研究了多用户高斯MIMO窃听信道。提出了\textit{global}保密率最大化的算法。严格证明了它们收敛于保密容量，并建立了一些性质的分析。与已知的算法不同，所提出的算法不限于MISO的情况下，并被证明收敛到一个\textit{global}，而不是在一般的MIMO情况下的局部最优，即使当信道没有退化。在实践中，收敛是快速的，因为仅需要少量到中等数量的牛顿步骤来实现高精度水平。TPC和IPC的相互作用示出导致在一个不寻常的属性时，最大-最小问题的最佳点不提供最佳的传输协方差矩阵在某些（奇异）情况下。为了解决这个问题，一个算法来计算在这些奇异情况下的最佳发射协方差矩阵。结果表明，该算法还解决了双重（非凸）问题的\textit{globally}最小化的总发射功率的保密性和干扰的限制，它提供了最小的发射功率和相应的信令策略需要实现的保密能力，从而允许功率节省。
2020-07-26 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secrecy Fading Channels Under Spectrum-Sharing Constraints
在频谱共享技术中，次用户可以利用主用户的许可频带，只要其对主用户的干扰低于可容忍值。在本文中，我们考虑的情况下，一个次要用户是在一个主要用户和窃听者的存在下操作。因此，次用户具有干扰限制和安全考虑。在这种情况下，我们研究了衰落环境中的机会频谱共享信道的保密容量限制，并研究了在主用户处具有全局信道侧信息（CSI）的平均和峰值接收功率约束下的次用户的最优功率分配。此外，在窃听者的CSI的情况下，我们研究了平均功率约束下的最优功率分配，并提出了一种次优的开/关功率控制方法。
2010-09-30 cs.IT math.IT
Cognitive Interference Channels with Confidential Messages
研究了具有机密信息的认知干扰信道。与经典的两用户干扰信道类似，认知干扰信道由两个发射机组成，它们的信号在两个接收机处发生干扰。假设存在两个发射机已知的公共消息源（消息1），以及仅认知发射机（发射机2）已知的附加独立消息源（消息2）。认知接收器（接收器2）需要解码两个消息，而非认知接收器（接收器1）应当仅解码公共消息。此外，消息2被假定为机密消息，其需要对接收机1尽可能保密，接收机1被视为消息2的窃听者。保密的程度是由含糊率来衡量的。建立了离散无记忆认知干扰信道容量模糊区域的单字母表达式，并进一步明确推导出高斯情况下的容量模糊区域。此外，特殊化的情况下，没有保密约束的容量模糊区域，建立了一个新的容量定理的一类干扰信道，通过提供一个逆定理。
2007-10-10 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
Physical Layer Security of RIS-Assisted Communications under Electromagnetic Interference
研究了电磁干扰对可重构智能表面辅助通信系统保密性能的影响。我们通过考虑关键的实际方面，如空间相关性，发射波束成形矢量，相移噪声，直接和间接通道的共存，以及接收器侧存在强/弱EMI的端到端RIS信道的特征。我们发现，EMI对保密性能的影响在很大程度上取决于窃听者取消这种干扰的能力，这提出了潜在的基于EMI的攻击，降低物理层的安全性，在RIS辅助通信。
2022-03-16 cs.IT math.IT
Multi-Phase Smart Relaying and Cooperative Jamming in Secure Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了在四节点认知无线电网络中的合作安全通信，次级接收器被视为一个潜在的窃听相对于主传输。在保证主用户保密率和传输方案不变的情况下，允许次用户发送自己的信号。在此设置下，我们推导出次用户的可实现的速率和相关的约束条件，以保证主用户的弱保密率，当Gelfand-Pinsker编码是在二级发射机使用。此外，我们提出了一个多阶段的传输方案，包括1）清洁中继与合作干扰的阶段和2）的延迟，以成功解码的主要消息在次级发射机。还推导出了次用户的容量上限。数值结果表明：1）通过根据节点的相对位置，合理选择不同传输方案的次用户参数，该方案的性能优于传统方案; 2）在0.3bits/信道使用范围内，推导出的容量上界接近次用户的可达速率，特别是当次用户发射机/接收机分别与主用户发射机/接收机足够远/足够近时。因此，智能二次发射机能够调整其中继和协作干扰，以保证主保密率，并同时从相关的几何位置发送其自己的数据。
2016-05-13 cs.IT math.IT
Primary Rate-Splitting Achieves Capacity for the Gaussian Cognitive Interference Channel
认知干扰信道对认知覆盖无线电系统进行建模，其中认知无线电偷听相邻节点的传输。这个频道的容量一般是未知的。对于高斯情况，容量在三种机制中是已知的，通常表示为“弱干扰”、“非常强的干扰”和“初级认知解码”。本文提供了一个新的容量结果，基于速率分裂的主要用户的消息到一个公共和私人的一部分，并概括了能力的结果在“非常强的干扰”和“主要解码认知”制度。这一结果表明，认知干扰信道的容量不仅取决于信道条件，但也与主用户的合作水平。
2012-04-10 cs.IT math.IT
On the Application of Noisy Network Coding to the Relay-Eavesdropper Channel
在本文中，我们考虑一个新的四节点中继窃听信道的保密传输方案的设计。该方案的核心思想是将有噪网络编码与窃听信道的干扰辅助策略相结合，并引入一个辅助编码器。一个新的可实现的保密率的特点是离散无记忆和高斯信道。这种新的速率可以被看作是一个一般的框架，其中现有的干扰辅助方案，如噪声转发和合作干扰方法可以被示出为所提出的方案的特殊情况。此外，在某些信道条件下，现有的方案只能达到零保密率，所提出的保密方案仍然可以提供显着的性能增益。
2012-03-26 cs.IT math.IT
Providing Secrecy With Structured Codes: Tools and Applications to Two-User Gaussian Channels
最近的研究结果表明，结构化码可以用来构造良好的信道码，源代码和高斯信道的物理层网络码。然而，对于具有保密约束的高斯信道，迄今为止的努力依赖于随机码。在这项工作中，我们主张，结构化的代码是有用的提供保密性，并显示如何计算保密率时，结构化的代码。特别是，我们解决了一个重要的一类结构化代码，即边界含糊率的问题，嵌套格码在建立了这个结果之后，我们接下来演示了在两用户高斯信道中使用结构化码进行保密。特别是，与结构化的代码，我们证明了一个积极的安全自由度是可以实现的一大类完全连接的高斯信道，只要信道不退化。通过这种方式，对于这些信道，我们建立了结构化码在高信噪比下优于高斯随机码。这类信道包括两用户多址窃听信道、带有机密信息的两用户干扰信道和两用户干扰窃听信道。这个结果的一个值得注意的结果是，与高斯随机码的情况不同，使用结构化码进行传输和合作干扰，在给定足够的功率的情况下，可以实现任意大的保密率。
2009-07-30 cs.IT math.IT
Fading Cognitive Multiple-Access Channels With Confidential Messages
研究了具有机密信息的衰落认知多址信道（CMAC-CM），其中两个用户试图向目的地发送公共信息，而用户1也有发送给目的地的机密信息.用户1将用户2视为窃听者，并且希望对用户2尽可能地保密其机密信息。除了加性高斯白噪声之外，多址信道（用户到用户信道和用户到目的地信道两者）还被乘性衰落增益系数破坏。信道状态信息（CSI）被假定为在用户和目的地都是已知的。首先研究了具有独立子信道的并行CMAC-CM。建立了并行CMAC-CM的保密容量域，得到了子信道退化时并行CMAC-CM的保密容量域。其次，建立了并行高斯CMAC-CM的保密容量域，并将其用于研究衰落CMAC-CM。当两个用户都知道CSI时，他们可以随着信道实现动态地改变他们的发射功率以实现最佳性能。推导出了满足保密容量域每个边界点的封闭功率分配函数。
2009-12-29 cs.CR cs.IT math.IT
The Capacity of the Interference Channel with a Cognitive Relay in Very Strong Interference
具有认知中继的干扰信道由具有两个源-目的地对的经典干扰信道和具有源的消息的先验知识并辅助源的传输的附加认知中继组成。我们推导出一个新的外边界为这个通道使用的参数最初设计的“更有能力”的广播信道，并显示在“非常强的干扰”制度，一类的渠道，如果两个目的地解码两个消息的最优性没有损失的建议的外边界的可扩展性。该结果类似于经典干扰信道和认知干扰信道的“非常强干扰”容量结果，并且是具有认知中继的一般干扰信道的第一容量已知容量结果。
2011-02-16 cs.IT math.IT
Exploiting Inter-User Interference for Secure Massive Non-Orthogonal Multiple Access
研究了具有大规模连接的第五代（5G）无线网络的安全问题，其中多个窃听者通过主动窃听来截获机密消息。为了实现安全的大规模接入，非正交信道估计（NOCE）和非正交多址接入（NOMA）技术相结合，以提高在合法用户的信号质量，而用户间的干扰是利用故意混淆窃听者，即使没有利用人工噪声（AN）。我们首先分析了所考虑的安全大规模访问系统的保密性能，并推导出遍历保密率的封闭形式的表达式。特别是，我们揭示了一些关键的系统参数的遍历保密率通过渐近分析的影响相对于大量的天线和高发射功率在基站（BS）。然后，为了充分利用用户间干扰的安全性增强，我们建议在信道估计和多址接入阶段优化发射功率。最后，大量的仿真结果验证了所提出的安全大规模接入方案的有效性。
2018-02-22 cs.IT math.IT
Joint Trajectory Design and User Scheduling of Aerial Cognitive Radio Networks
无人机（UAV）与地面节点之间的链路是高概率的视距链路，因此UAV被广泛用于增强无线通信的端到端性能。然而，LoS链路中信号传播的广播特性使其很容易被恶意窃听者窃听，这对无线通信的安全性提出了相当大的挑战。研究了空中认知无线电网络的安全问题。机载基站利用与主网络相同的频谱向次用户发送机密消息。空中基站发射干扰信号来抑制窃听者以增强保密性能。该算法考虑了窃听节点位置的不确定性，通过优化多用户调度、无人机飞行轨迹和发射功率，最大化认知用户的平均保密率。针对混合多整数变量非凸优化问题，提出了一种基于块坐标下降和逐次凸逼近的迭代算法。数值结果验证了算法的有效性，表明该方案有利于提高空中CRN的保密性能。
2022-04-21 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Cancellation trough Interference Alignment for Downlink of Cognitive Cellular Networks
在这封信中，我们提出了通过干扰对齐在认知蜂窝网络的下行链路的干扰消除。干扰对齐有助于在主小区和辅小区之间共享空间资源，因此，它可以通过干扰消除提供更高的自由度。我们推导并描述了可实现的自由度。分析和计算了注水最优功率分配的可达和速率。
2014-11-24 cs.IT math.IT
