Strong Secrecy on a Class of Degraded Broadcast Channels Using Polar Codes
在不同的可靠性和保密性要求下，针对无记忆退化广播信道提出了不同的极化编码方案：分层解码和/或分层保密。在这种情况下，发送方希望向一组合法的接收方发送多条消息，以使它们对一组窃听者保持屏蔽。分层解码结构要求具有更好信道质量的接收器可靠地解码更多消息，而分层保密结构要求具有更差信道质量的窃听者保持对更多消息的无知。所提出的极化编码方案的实施进行了讨论，并通过模拟的对称退化广播信道的性能进行评估。
2018-06-18 cs.IT math.IT
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
Individual Secrecy for the Broadcast Channel
本文研究了在个人保密约束下广播信道上的安全通信问题。也就是说，发射机想要在窃听者存在的情况下向两个合法接收机发送两个独立的消息，同时保持窃听者不知道每个消息（即，使得从每个消息到窃听者的信息泄漏消失）。在Carleial-Hellman保密编码、Wyner保密编码、叠加编码和Marton编码的基础上，结合码率分割和间接译码等技术，提出了可达码率域。与满足联合保密和无保密约束的区域进行了比较，并对特殊情况下的个体保密能力区域进行了表征。特别地，建立了确定性情况下的容量区域，并且对于高斯模型，建立了恒定间隙（即，0.5各个保密容量区域内的比特）的结果。总的来说，当与联合保密约束相比，结果允许权衡系统中的保密级别和吞吐量。
2015-11-29 cs.IT math.IT
The Secrecy Rate Region of the Broadcast Channel
在本文中，我们考虑的情况下，一个源节点希望广播两个各自的接收器的两个机密消息，而窃听器也收到发送的信号。该模型的动机是无线通信，其中个人安全消息通过开放媒体广播，并可以由任何非法接收器接收。秘密级别由窃听者的含糊率来衡量。我们首先研究一般（非退化）广播信道的机密消息。我们提出了一个内界的秘密容量区域为这个模型。内界编码方案基于随机分箱和Gelfand-Pinsker分箱的组合。该方案在广播信道上满足Marton内界，且没有机密性约束.我们进一步研究的情况下，信道退化。对于含有机密信息的降级广播信道，我们给出了保密容量域。我们实现的编码方案是基于覆盖的叠加方案和随机装箱。我们把这个方案称为秘密叠加方案。在这个方案中，我们证明了第一层的随机化增加了第二层的保密率。该容量区域与降级的广播信道的容量区域相匹配，而没有安全约束。它还匹配传统的窃听信道的保密能力。我们的逆证明是基于传统的退化广播信道的逆证明和Csiszar引理的组合。最后，我们假设信道是加性高斯白噪声（AWGN），并证明了高斯码本的秘密叠加方案是最优的。利用广义熵幂不等式进行逆证明。
2008-07-30 cs.IT math.IT
Achieving Secrecy Capacity of the Wiretap Channel and Broadcast Channel with a Confidential Component
Wyner的窃听信道模型是第一个同时考虑可靠性和安全性约束的通信模型。在最近的文献中，各种型号的窃听信道的容量实现计划受到了相当大的关注。在本文中，我们表明，一般的能力（不一定退化或对称）窃听信道下的“强保密约束”，可以实现使用基于极化码的传输方案。我们还扩展我们的建设的情况下，广播信道的机密消息定义的Csisz{á}r和K{örner}，实现了整个容量区域的通信模型。
2016-11-03 cs.IT math.IT
MIMO Broadcast Channel with an Unknown Eavesdropper: Secrecy Degrees of Freedom
我们研究了一个多天线广播信道与两个合法的接收机和一个外部窃听。我们假设窃听者的信道矩阵是未知的合法终端，但满足最大秩约束。作为我们的主要结果，我们的特点相关联的保密自由度的广播信道与公共和私人的消息。我们表明，直接扩展的单用户窃听码本不实现的秘密自由度。我们提出的最佳方案涉及到分解的信号空间成一个共同的子空间，这可以观察到的两个接收器，和私人子空间，可以观察到的只有一个接收器，并仔细发送在每个子空间中的消息的子集。我们还考虑了每个用户的私人消息必须另外对其他合法接收者保密并描述s.d.o.f.的情况。区域在这种情况下。
2013-11-12 cs.IT math.IT
Secrecy Rate Region of the Broadcast Channel with an Eavesdropper
在本文中，我们考虑的情况下，一个源节点希望广播两个机密消息的两个接收器，而窃听器也收到发送的信号。该模型的动机是无线通信，其中个人安全消息通过开放媒体广播，并可以由任何非法接收器接收。秘密级别是由窃听者的含糊率来衡量的。我们首先研究一般（非退化）广播信道与窃听。我们提出了一个内界的秘密容量区域为这个模型。该内界基于随机分箱和Gelfand-Pinsker分箱的组合。我们进一步研究了信道退化的情况。对于存在窃听者的退化广播信道，我们给出了保密容量域。我们实现的编码方案是基于覆盖叠加方案和随机合并。我们把这个方案称为秘密叠加方案。我们的逆证明是基于传统降级广播信道的逆证明和西西萨尔引理的结合。然后，我们假设信道是加性高斯白噪声（AWGN），并表明与高斯码本的秘密叠加方案是最佳的。利用Costas熵幂不等式进行逆证明。最后，我们使用广播策略的缓慢衰落窃听信道时，只有窃听者的信道是固定的，在发射机已知。我们推导出最佳的功率分配的编码层，最大限度地提高了总的平均速率。
2009-10-19 cs.IT math.IT
Individual secrecy for broadcast channels with receiver side information
本文研究了在个人保密约束条件下，带接收端信息的广播信道上的保密通信问题。也就是说，发射机想要向两个接收机发送两个独立的消息，这两个接收机分别具有另一个接收机的期望消息作为辅助信息，同时保持窃听者不知道每个消息（即，使得从每个消息到窃听者的信息泄漏消失）。建立在一次性垫，保密编码，和广播计划，可实现的速率区域进行了调查，和能力区域的特殊情况下，无论是弱或强窃听（相比，两个合法的接收器）的特点。有趣的是，前者的容量区域对应于一条线，后者对应于一个缺少角的正方形;由于用户速率之间的耦合而发生的现象。此外，个人的保密能力区域也充分的特点，窃听者的信道是确定性的情况下。除了离散无记忆设置，高斯场景进行了研究。对于高斯模型，除了强和弱窃听者的情况下，容量区域的特点是低和高SNR制度时，窃听者的信道是强于一个接收器，但比其他弱。值得注意的是，与联合保密约束的情况（即，使得从两个消息到窃听者的信息泄漏消失）。因此，这种保密的概念可以作为权衡保密级别和传输速率的适当候选者;使保密更实惠，但最终用户仍然可以接受。
2015-02-25 cs.IT math.IT
On the Secrecy Rate Region of a Fading Multiple-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages and Partial CSIT
本文研究了快衰落多天线高斯广播信道上的保密信息安全传输（FMGBC-CM），其中多天线发送端向两个用户发送独立的保密信息，且发送端只知道接收端的信道状态信息。我们首先使用FMGBC-CM的相同边缘属性来分类非平凡情况，即，那些没有降级到公共窃听渠道的。然后，我们通过求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子来推导FMGBC-CM的可实现速率区域。由于复杂的速率区域公式，我们采取低信噪比分析来研究信道的特性。最后，数值例子表明，在信息论保密要求下，两个用户可以同时获得正速率。
2012-06-25 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Region of Some Classes of Wiretap Broadcast Channels
这项工作调查的窃听广播信道（WBC）的保密能力与外部窃听源希望通过广播信道（BC），同时保持他们的秘密从窃听者的两个私人消息进行通信。我们推导出一个非平凡的外边界上的保密能力区域的这个通道，在没有安全约束的情况下，减少到最好的已知的外边界的标准BC的能力。内界也推导出以下的行为的最佳已知的内界的BC和窃听信道。这些界限被证明是紧的确定性BC与一般的窃听者，半确定性BC与更嘈杂的窃听者和窃听BC，其中用户表现出他们之间的噪声较小的顺序。最后，通过重写我们的外边界，以包含并行信道的特性，我们还得到了两个逆噪声较小的BC与一个噪声较大的窃听器的产品的保密容量区域。我们说明了我们的研究结果，通过研究安全约束的WBC与二进制擦除（BEC）和二进制对称（BSC）组件的容量的影响。
2015-08-20 cs.IT math.IT
Secrecy Degrees of Freedom of MIMO Broadcast Channels with Delayed CSIT
在发送端具有延迟信道状态信息（CSI）的假设下，研究了具有保密信息（BCC）的两用户高斯多输入多输出（MIMO）广播信道的自由度.我们的最佳保密自由度（SDoF）区域的特点，并表明它可以通过一个简单的人工噪声对齐（ANA）计划。该方案在多个时隙上发送叠加有人工噪声的机密消息。利用延迟的CSI，发射机以这样的方式对齐信号，使得有用的消息可以在预期的接收机处被提取，但是在非预期的接收机处被人工噪声完全淹没。所提出的方案可以被解释为一个非平凡的扩展Maddah-Ali Tse（MAT）计划，使我们能够量化的资源开销，或等效的自由度损失，支付的保密通信。
2011-12-10 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
On the Optimality of Linear Precoding for Secrecy in the MIMO Broadcast Channel
本文研究了两接收机多输入多输出（MIMO）高斯广播信道（BC）中线性预编码的最优性问题。秘密脏纸编码（SDPC）是最佳的输入协方差约束下，但有没有可计算的秘密容量表达式的一般MIMO情况下的平均功率约束。原则上，对于这种情况，可以通过在所有可能的矩阵功率约束的集合上进行穷举搜索来找到保密容量区域。显然，这种搜索，加上脏纸编码和解码的复杂性，促使人们考虑将低复杂度线性预编码作为替代方案。证明了在输入协方差约束条件下，线性预编码是最优的，并且当输入协方差约束满足一定条件时，线性预编码可以达到与S-DPC相同的保密率区域，并给出了相应的最优线性预编码器的特征.然后，我们使用这个结果来推导出一个封闭形式的次优算法的基础上，线性预编码的平均功率约束。数值结果表明，该算法所获得的保密率区域接近于最优S-DPC方法所获得的所有合适的输入协方差矩阵的搜索。
2013-04-16 cs.IT math.IT
Secrecy Rates in the Broadcast Channel with Confidential Messages and External Eavesdroppers
在本文中，我们考虑广播信道与机密消息和外部窃听者（BCCE），其中多天线基站同时通信到多个潜在的恶意用户，在存在随机定位的外部窃听者。使用所提出的模型，我们研究了正则化信道逆（RCI）预编码实现的保密率进行大系统分析，结合随机几何和随机矩阵理论的工具。我们得到显式表达式的保密中断的概率和上界的速率损失由于外部窃听者的存在。我们发现，这两个数量的规模为$\frac{λ_e}{\sqrt{N}}$，其中$N$是发射天线的数量和$λ_e$是外部窃听者的密度，无论他们的共谋策略。此外，我们推导出一个实用的规则的正则化参数的选择，这是不可知的信道状态信息和窃听者的位置，但提供接近最佳性能。
2013-06-10 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity-Memory Tradeoff of Erasure Broadcast Channels
本文推导了窃听擦除广播信道（BC）的保密容量-存储器折衷的上界和下界，BC具有Kw个弱接收器和Ks个强接收器，其中弱接收器和强接收器分别具有相同的擦除概率和缓存大小。通过将联合高速缓存-信道编码与窃听编码和密钥辅助一次性密码本精心组合的方案来实现下限。所提出的上限更普遍地适用于任意降级的BC和任意高速缓存大小。当只有弱接收器具有高速缓存存储器时，对于小的和大的高速缓存存储器，上界和下界一致，从而为该设置提供精确的保密容量-存储器权衡。导出的界限允许进一步得出结论，即使窃听者是强于所有的合法接收器与高速缓存存储器的保密能力是积极的。此外，他们表明，保密容量-内存权衡可以显着小于其不安全的对应，但它的增长速度快得多时，高速缓存存储器很小。本文还提出了一个下界的全球保密容量内存权衡，其中允许优化的缓存分配的总缓存预算。在没有保密约束的情况下，它接近于已知的最佳下界。对于小的总缓存预算，全球保密容量-存储器的权衡是通过分配所有可用的缓存存储器均匀地超过所有接收器，如果窃听者是强于所有合法的接收器，它是通过分配缓存存储器均匀地超过弱接收器，如果窃听者是弱于强接收器。
2018-01-02 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity Region of the Degraded Vector Gaussian Broadcast Channel
在本文中，我们考虑的情况下，源节点希望通过高斯MIMO广播信道广播两个各自的接收机的两个机密消息。分线器还经由另一MIMO信道接收所传输的信号。假设通道退化，并且丝攻者具有最差通道。我们建立了这种情况下的容量区域。我们的可重复性方案是高斯码的叠加和层内的随机化的组合，我们将其称为秘密叠加编码。对于外界，我们使用增强信道的概念来证明高斯码的秘密叠加是最优的。结果表明，我们只需要增强合法接收者的信道，而窃听者的信道保持不变。
2009-04-30 cs.IT math.IT
Key Assistance, Key Agreement, and Layered Secrecy for Bosonic Broadcast Channels
研究了基于量子广播通信的秘密共享构造块。在有和没有密钥辅助的情况下，确定纯损耗玻色子广播信道的机密容量区域，并且为有损玻色子广播信道建立可实现的区域。如果主接收器具有η<1/2的transmittance，则机密性仅依赖于一次性密码本的密钥辅助加密。我们还解决了两个密钥，一个公钥和一个私钥的蒸馏会议密钥协商。一个正则化公式推导出有限维的密钥协商容量区域。在玻色子情况下，密钥协商区域被包括在具有机密消息的对应广播信道的容量区域内。然后，我们考虑一个网络分层保密，其中三个用户与不同的安全等级在同一个广播网络进行通信。我们推导出一个可实现的分层保密区域的纯损耗玻色子信道，形成的级联的两个分束器。
2021-09-13 cs.IT math.IT quant-ph
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 Secure Two-Receiver Broadcast Channel With One-Sided Receiver Side Information
本文研究了在接收方侧信息为单边信息且存在被动窃听者的两接收方离散无记忆广播信道上的安全通信问题。我们提出了一种基于叠加-马顿框架的编码方案。采用一次性密码本、Carleial-Hellman保密编码和Wyner保密编码等保密技术来保证个人信息的保密性。该方案被证明是容量实现的某些情况下，退化的广播信道。我们还注意到，单侧接收器侧信息提供了速率区域改进的优点，特别是当它在较弱的合法接收器处可用时。
2018-10-26 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis for MISO Broadcast Systems with Regularized Zero-Forcing Precoding
本文针对大规模MISO广播系统中RZF预编码的保密性能展开研究，利用RMT推导联合分布的CLT，得到三种场景下ESR和SOP的闭式近似，评估了保密中断用户比例及所需发射天线数，结果表明外部Eve的保密损失更高。
2025-11-14 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of a Class of Broadcast Channels with an Eavesdropper
我们研究了在广播信道中存在窃听者的情况下，单个发送器和多个接收器之间通信的安全性。我们考虑几个特殊类别的渠道。作为第一个模型，我们考虑退化的多接收器窃听信道，合法的接收器表现出退化的顺序，而窃听者是更多的噪音相对于所有合法的接收器。建立了该信道模型的保密容量域。其次，我们考虑并行多接收器窃听信道，在每个子信道中具有较低的噪声顺序，其中该顺序对于所有子信道不一定相同。建立了该信道的公共信息保密容量和和保密容量。第三，我们研究了一类特殊的退化并行多接收机窃听信道，并给出了一个更强的结果。特别地，我们研究了两个子信道两个用户和一个窃听者的情况，其中在每个子信道中存在退化顺序，使得在第一个（resp.第二）子信道第二（resp.第一）接收器相对于第一（分别）接收器降级。第二）接收机，而窃听者相对于两个子信道中的两个合法接收机降级。我们确定该信道的保密容量区域。最后，我们专注于这个先前的信道模型的一个变体，其中发射机可以在任何时候只使用一个子信道。我们的特点，这个信道的保密容量区域。
2008-12-01 cs.IT math.IT
On The Capacity of Broadcast Channels With Degraded Message Sets and Message Cognition Under Different Secrecy Constraints
本文研究了具有退化消息集和消息认知的三接收机广播信道。该模型由用于所有三个接收器的公共消息、仅用于两个接收器的私有公共消息和用于这两个接收器的两个附加私有消息组成，使得每个接收器仅对一个消息感兴趣，而完全认识另一个消息。首先，该模型的调查没有任何保密约束，其中的容量区域的建立，表明直接扩展的Körner和马顿内界的调查情况是最佳的。特别是，这与Nair和Wang的结果一致，该结果表明间接解码的想法-引入以改进Körner和Marton内边界-并没有为这种情况提供更好的区域。此外，通过使私有消息是机密消息，引入了一些保密性约束。两种不同的保密标准被认为是：联合保密和个人保密。对于这两个标准，提供了一般可达到的速率区域。此外，如果两个合法接收者比窃听者更有能力，则建立联合和单独的保密能力区域。所建立的容量区域表明，与联合保密标准相比，单独保密标准可以提供更大的容量区域，因为每个认知消息可以用作另一个单独消息的秘密密钥。此外，联合保密能力是建立一个更一般的类更有能力的信道，其中只有两个合法的接收机之一是更有能力比窃听。这是通过显示Nair和El Gamal引入的间接解码的原理对于这类信道是最佳的来完成的。这个结果与非保密情况相反，在非保密情况下，间接解码不提供任何增益。
2016-01-25 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
Feedback Coding Schemes for the Broadcast Channel with Mutual Secrecy Requirement
最近，通信系统的物理层安全性（PLS）已经被证明是通过使用合法接收机的反馈来增强的。现有的基于秘密密钥的反馈方案主要集中在从反馈中产生密钥并使用该密钥来保护部分传输消息。然而，这种反馈方案已被证明是最佳的几个退化的情况下。具有相互保密要求的广播信道（BC-MSR）是无线通信系统下行链路中物理层安全（PLS）的核心。本文研究了反馈对BC-MSR的影响，给出了无噪声反馈BC-MSR的保密容量区域的两个内界和一个外界。一个内界是根据已经存在的秘密密钥为基础的反馈编码方案的窃听信道，和其他构造的混合编码方案，使用反馈，以产生不仅保护发送的消息，但也合作的消息，帮助接收机，以提高其解码性能。通过两个例子进一步解释了所提出的反馈方案的性能和内外界之间的差距。
2018-04-10 cs.IT math.IT
Can Marton Coding Alone Ensure Individual Secrecy?
对于存在窃听者的通信，在代码设计中经常使用随机分量来伪装来自窃听者的信息。在没有窃听者的广播信道中，Marton纠错编码包括允许表示独立消息的辅助随机变量之间的相关的随机分量。本文研究了在有被动窃听者的两接收机离散无记忆广播信道中，单独使用Marton编码是否能保证个人保密性。我们的研究结果表明，根据Wyner保密编码的原则，这是可能的，单独的Marton编码保证个人的保密性。然而，这伴随着需要更严格的信道条件的惩罚。
2021-03-05 cs.IT math.IT
Large System Analysis of Linear Precoding in MISO Broadcast Channels with Confidential Messages
在本文中，我们研究了正则化信道反转（RCI）预编码在大MISO广播信道与机密消息（BCC）的性能。我们得到一个确定性的近似可实现的保密和率几乎肯定是准确的发射天线$M$和用户$K$的数量增长到无穷大的固定比例$β=K/M$。我们推导出最佳的正则化参数$ξ$和最佳的网络负载$β$，最大化每个天线的保密和速率。然后，我们提出了一个线性预编码器的基础上RCI和功率降低（RCI-PR），显着提高了高信噪比的保密和率$1<β<2$。我们提出的预编码器实现了每个用户的保密率，它具有相同的高SNR缩放因子作为以下两个上界：（i）没有保密要求的最佳RCI预编码器的速率，以及（ii）没有干扰的单用户系统的保密容量。此外，我们得到了一个确定性的近似的保密和率可实现的RCI预编码的信道状态信息（CSI）错误的存在。我们还分析了我们提出的RCI-PR预编码器的性能与CSI错误，我们确定如何错误必须缩放的SNR，以保持一个给定的速率差距的情况下，完美的CSI。
2013-04-22 cs.IT math.IT
Linear Precoding for Broadcast Channels with Confidential Messages under Transmit-Side Channel Correlation
在本文中，我们分析了正则化信道反转（RCI）预编码的性能在多输入单输出（MISO）广播信道下的传输侧信道相关性的机密消息。我们推导出一个确定性等价的可实现的每用户的保密率几乎肯定是准确的发射天线的数量和用户的数量增长到无穷大，在一个固定的比例，我们确定的最佳正则化参数，最大化的保密率。此外，我们获得了确定性的等价物的保密率可实现的：（i）迫零预编码和（ii）单用户波束成形。我们的分析的准确性进行了验证，通过模拟有限大小的系统。
2013-04-23 cs.IT math.IT
Transmitter Optimization in MISO Broadcast Channel with Common and Secret Messages
在本文中，我们考虑在多输入单输出（MISO）广播信道与公共和秘密消息的发射机优化。该秘密消息是为$K$用户准备的，并且它相对于$J$窃听者以完全保密的方式发送，这些窃听者也被假定为网络中的合法用户。公共消息以固定速率$R_{0}$发送，并且它是为所有$K$用户和$J$窃听者准备的。源在总功率约束下操作。它还注入人工噪声，以提高保密率。我们得到的最佳协方差矩阵与公共消息，秘密消息，和人工噪声，最大化可实现的保密率，同时满足固定的速率$R_{0}$的公共消息。
2014-01-25 cs.IT math.IT
Relay Broadcast Channel with Confidential Messages
我们研究的影响，额外的中继节点上的广播信道的保密性考虑模型的中继广播信道的机密消息。我们表明，这个额外的中继节点可以增加可实现的保密率区域的广播信道的机密消息。更具体地说，首先，我们研究了离散无记忆中继广播信道与两个机密消息和一个共同的消息。提供了三个内边界（相对于解码转发，广义噪声转发和压缩转发策略）和容量模糊区域上的外边界。其次，我们研究了具有两个机密信息的离散无记忆中继广播信道。提供了容量模糊区域的内边界和外边界。最后，我们研究了具有一个秘密信息和一个公共信息的离散无记忆中继广播信道。给出了容量模糊区域的内、外边界，并通过一个高斯分布的例子进一步解释了结果。通过与Csiszar-Korner在带秘密消息的广播信道（BCC）上的工作进行比较，我们发现在中继节点的帮助下，高斯BCC的保密容量域得到了增强。
2015-12-08 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
Inner and Outer Bounds on the Secrecy Capacity of Degraded Broadcast Channels with RMSI and Transmitter CSI
University of Quebec in Montreal (UQAM)（蒙特利尔大学）；Ferdowsi University（费尔多西大学）
研究外部窃听者存在下退化广播信道的保密容量，考虑发射机非因果信道状态信息（CSI）和接收机消息侧信息（RMSI），推导保密速率区域的内外界，并扩展到高斯退化广播信道。
2026-06-25 cs.IT eess.SP 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
Degraded Broadcast Channel with Secrecy Outside a Bounded Range
研究了保密性在有界范围外的$K$ -接收机降级广播信道，其中发射机向$K$接收机发送$K$消息，并且信道质量从接收机$K$到接收机1逐渐降级.对于$1\leq k\leq K$，每个接收机$k$需要解码消息$W_1,\ldots,W_k$，对于$k=1,\ldots, K-2$，每个接收机$k$需要保持不知道$W_{k+2},\ldots,W_K$。因此，每个消息$W_k$对于具有至少两级较差信道质量的接收机保持安全，即，接收器1、$\ldots$、$k-2$。秘密容量区域的充分特征。可实现的方案为每个消息指定一个叠加层，其中对每个层采用分箱。联合嵌入式编码和装箱，以保护所有上层消息从低层接收器。此外，该方案允许相邻层共享速率，使得每个消息的部分速率可以与其直接的上层消息共享，以扩大速率区域。更重要的是，一个感应方法被开发来执行Fourier-Motzkin消除的$2K$变量从顺序的$K^2$界限，以获得一个封闭的形式可实现的速率区域。一个外部边界的开发，匹配的可实现的速率区域，其证明涉及递归构造的速率界限，并利用直觉获得的可实现的计划。
2017-10-31 cs.IT 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 Rate of Cooperative MIMO in Presence of a Location Constrained Eavesdropper
我们提出并研究了合作MIMO架构，使和提高集群之间的移动设备在存在一定的位置约束的窃听者的保密传输。本文中的协作MIMO系统（简称可重构分布式MIMO）是通过临时激活附近可信移动设备的集群来形成的，每个集群由其对应的集群头集中协调。我们假设发射机应用一个实用的本征方向预编码方案来传输机密信号和人工噪声，而窃听者可以位于多个可能的位置在附近。我们首先得到的秘密率的表达式，其中所需的平均互信息之间的发射机和窃听器的特征在于封闭形式的近似。所提出的近似是特别有用的保密率最大化，原来的非凸问题可以解决的连续凸近似。数值结果表明，与已有的结果相比，利用窃听者的位置约束可以显著提高保密率。我们还表明，保密率可以进一步提高通过增加集群的大小。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Broadcast Channels with Privacy Leakage Constraints
研究了具有泄漏约束的一个公共消息和两个私有消息的广播信道（BC），其中泄漏率是消息和信道符号串之间的归一化互信息。每个私有消息的目的地是不同的用户，并且到另一个接收器的泄漏率必须满足约束。该模型捕获了关于保密的几种场景，即，当两个、其中一个或两个私人消息都是秘密时。当窃听者知道码本时，推导出泄漏容量区域的内外界。内界依赖于一个类似马顿的代码结构和似然编码器。建立均匀近似引理，其陈述由编码器在Marton码本中的每个二进制上引起的边缘分布是近似均匀的。在没有泄漏约束的情况下，内界恢复Marton区域，外界减少到UVW外界。边界匹配半确定性（SD）和物理退化（PD）的BC，以及与退化的消息集的BC。SD-BC和具有降级消息集的BC的泄漏容量区域针对不同的保密场景恢复过去的结果。一个Blackwell BC的例子说明了结果，并显示了它的泄漏容量区域的变化，从容量区域没有保密的secondary容量区域为不同的保密方案。
2017-05-28 cs.IT math.IT
Securing Multi-User Broadcast Wiretap Channels with Finite CSI Feedback
在这项工作中，我们调查的问题，安全广播块衰落窃听信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有有限速率反馈的多用户广播窃听信道的吞吐量的影响。我们认为，发射机只提供了一个$b$比特反馈的主信道状态信息（CSI）发送的每个合法的接收机，在每个衰落块的开始，在无差错的公共链路有限的容量。此外，我们假设发射机知道窃听者的CSI的统计数据，但不知道其信道的实现。在这些假设的CSI的不确定性，我们的特点是遍历保密容量的系统时，一个共同的消息被广播到所有合法的接收器，遍历保密和容量时，多个独立的消息被发送，和遍历保密容量区域的广播信道与机密消息（BCCM）。在所有这三种情况下，我们表明，只要发射机有一些知识的主要CSI，即使通过1位CSI反馈，仍然可以实现非零保密率。的反馈发送的二进制擦除信道（BEC）的影响也调查BCCM的情况下。这里再次，并且即使有擦除反馈位的可能性，只要擦除事件不是概率1事件，就仍然可以实现正保密率。在高信噪比条件下，给出了所得到结果的渐近分析，并给出了当合法接收机数目较大时系统的缩放定律。
2020-04-18 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity Region of the Gaussian MIMO Broadcast Channel
在本文中，我们考虑的情况下，源节点希望通过高斯MIMO广播信道广播两个各自的接收机的两个机密消息。分线器还经由另一MIMO信道接收所传输的信号。首先，我们假设通道是退化的，并且窃听器具有最差的通道。我们建立了这种情况下的容量区域。我们的可重复性方案是高斯码的叠加和层内的随机化的组合，我们将其称为秘密叠加编码。对于外界，我们使用增强信道的概念来证明高斯码的秘密叠加是最优的。我们表明，我们只需要增强合法接收者的信道，窃听者的信道保持不变。然后将退化情形的结果推广到非退化情形。我们表明，秘密叠加的高斯码，随着连续解码不能工作时，信道没有退化。我们开发了一种秘密脏纸编码（SDPC）方案，并表明SDPC对于该信道是最优的。最后，我们调查的具体情况下，发射机和窃听者有多个天线，而两个预期的接收器有一个天线的实际特征。我们的特点的保密能力区域的广义特征值的接收机信道和窃听信道。我们将此配置称为MISOME情况。在高信噪比下，我们证明了容量区域是两个矩形区域的凸闭包。
2009-10-19 cs.IT math.IT
Collaborative Relay Beamforming for Secure Broadcasting
在本文中，协作使用中继形成一个波束成形系统的援助，完善的信道状态信息（CSI），并提供通信的物理层安全之间的发送器和两个接收器进行了研究。特别是，我们描述了基于解码和转发的零空间波束形成方案，并联合优化中继权重，以获得最大的保密率区域。此外，通过与外界保密率域的比较，研究了所提方案的最优性
2010-04-06 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Gaussian Broadcast Channels with Confidential Messages
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。研究了高斯广播信道中多天线发射机利用\emph{information-theoretic secrecy}向两个用户发送独立的保密消息的保密通信问题。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，数值例子表明，在信息论保密要求下，两个用户可以同时获得正速率。
2008-04-26 cs.CR cs.IT math.IT
Mobile Jammers for Secrecy Rate Maximization in Cooperative Networks
我们考虑一个源（Alice）试图与目的地（Bob）通信，以一种未经授权的节点（Eve）无法根据她的观察推断出正在传输的信息的方式。通信由具有移动能力的多个多天线协作节点（助手）辅助。当Alice发送时，助手发送噪声，该噪声被设计为影响除Bob之外的整个空间。我们考虑的问题，选择帮助的权重和位置，最大限度地提高系统的保密率。事实证明，这个优化问题可以有效地解决，从而导致一种新的分散式辅助运动控制方案。模拟表明，引入助手移动性导致相当大的节省方面的助手发射功率，以及所需的保密通信的助手的总数。
2013-03-03 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Secrecy Using Uncoded Schemes: Towards Secure Source Broadcast
研究了香农密码广播系统的信源信道联合保密问题。我们假设应用了列表保密，即，窃听器被允许产生重构序列的列表，并且通过整个列表上的最小失真来测量保密性。对于离散通信的情况下，我们提出了一个基于置换的未编码的计划，级联一个随机置换与符号的符号映射。利用这个方案，我们得到了秘密密钥率，列表率，窃听失真，合法用户的失真的容许区域的内界。对于相反的部分，我们很容易得到一个外界的容许区域从现有的结果。通过比较内外界，证明了该方案在一定条件下是最优的。此外，我们将所提出的方案扩展到标量和矢量高斯通信场景，并表征相应的性能。对于这两种情况下，我们还提出了另一种未编码的方案，正交变换为基础的计划，它实现了相同的性能，置换为基础的计划。有趣的是，通过将随机置换或随机正交变换引入到传统的未编码方案中，所提出的未编码方案一方面提供了一定程度的保密性，另一方面，在合法用户的失真方面不会失去任何性能。
2017-07-22 cs.CR cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Cooperative Relay Broadcast Channels with Rate-limited Feedback
提出了速率受限反馈下协作中继广播信道的可扩展速率域。具体来说，我们考虑两个接收机的无记忆广播信道，每个接收机发送反馈信号的发送器通过一个无噪声和速率限制的反馈链路，同时，作为中继传输合作信息到其他接收机。结果表明，建议的速率区域改善已知的区域，考虑中继合作或反馈通信，但不是两者兼而有之。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Secrecy Rate in Cooperative Cognitive Radio Multicast Communications
在本文中，我们提出了一种合作的方法来提高认知无线电多播通信的主系统和次系统的安全性。在它们接入许可给主用户的频谱期间，次未许可用户通过向窃听者发送干扰噪声来帮助主系统加强安全性，同时保护它们自己免受窃听。这项工作的主要目标是最大化的保密率的辅助系统，同时坚持所有个人的主用户的保密率的约束。在被动窃听者和不完善的信道状态信息的情况下，在收发器，感兴趣的效用函数是非凹的，涉及的约束是非凸的，因此，最优解是麻烦的。为了解决这个问题，我们提出了一个迭代算法，以达到所考虑的问题的局部最优。所提出的迭代算法保证实现Karush-Kuhn-Tucker解决方案。
2017-03-01 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of a MIMO Gaussian Wiretap Channel with a Cooperative Jammer
本文研究了一个具有信源、合法接收者、窃听者和外部助手的助手辅助高斯窃听信道的保密容量，其中每个终端都配备有多个天线。在这种情况下，确定的保密能力通常需要解决一个非凸的保密率最大化（SRM）的问题。为了解决这个问题，我们首先将原来的SRM问题转化为一系列凸子问题。对于单天线合法接收机的特殊情况，我们通过凸优化和一维搜索相结合的方法得到了保密容量，而对于多天线合法接收机的一般情况，我们提出了一种迭代求解方法.为了更深入地了解如何帮助辅助高斯窃听信道的保密能力的行为，我们研究了可实现的安全自由度（s.d.o.f.）并获得最大可实现的S.D.O.F.以封闭的形式。我们还推导出一个封闭形式的解决方案，以达到最大的S.D.O.F.的原始SRM问题。数值结果表明了所提出方案的有效性。
2015-09-15 cs.IT math.IT
Cooperative Resolvability and Secrecy in the Cribbing Multiple-Access Channel
我们研究了离散无记忆多址信道的可分辨性，即，在输入处所需的随机性的量的表征以近似地产生所选择的I.I. D。根据KL发散度进行输出分配。当一个编码器cribs（i）其他编码器的输入;或其他编码器的输出，（ii）非因果关系，（iii）因果关系，或（iv）严格因果关系时，我们分析可分辨率。对于场景（i）-（iii），我们精确地表征信道可分辨区域。对于（iv），我们提供了信道可解析区域的内部和外部边界;我们可实现性结果的关键是使用块马尔可夫编码方案来处理严格的因果关系约束，其中块之间的依赖关系被适当隐藏。最后，我们利用信道可解析性的结果，推导出可实现的保密率区域的强保密约束下的每一个剽窃的情况。
2018-11-28 cs.IT math.IT
Cooperative Relay Broadcast Channels
研究了两个中继广播信道（RBC）的容量区域，其中中继链路被纳入标准的两用户广播信道，以支持用户协作。在第一信道，部分协作中继广播信道中，系统中只有一个用户可以充当中继并通过中继链路向另一个用户进行传输。可实现的速率区域推导出基于中继使用解码和转发方案。的能力区域上的一个外边界推导出，并示出比割集界更紧。对于部分合作RBC退化的特殊情况下，可实现的速率区域被示出为紧的，并提供容量区域。进一步研究了高斯部分合作红细胞和反馈部分合作红细胞。在本文所研究的第二种信道模型中，即完全协作中继广播信道中，两个用户都可以充当中继节点，通过中继链路相互传输。这是一个比部分合作RBC更一般的模型。将部分合作RBC的所有结果相应地推广到完全合作RBC。它进一步表明，AWGN完全合作的RBC比AWGN部分合作的RBC具有更大的可实现速率区域。结果表明，中继和用户协作是提高广播信道容量的有力技术。
2006-05-04 cs.IT math.IT
Secure Broadcasting
将Wyner的窃听信道扩展到并行广播信道和多接收机衰落信道。在本文的第一部分中，我们考虑了一个发送者，多个预期的接收者和一个窃听者的并行广播信道的设置。我们研究的情况下，发送者广播一个共同的消息或独立的消息，以预期的接收器。我们推导出上界和下界的共同消息保密能力，这是一致的，当用户被降级。对于独立消息的情况，我们建立了当用户身份降级时的保密和容量。在本文的第二部分中，我们将我们的结果衰落信道：完美的信道状态信息的所有预期的接收机是全球已知的，而窃听者信道是已知的只有她。对于共同的消息的情况下，一个有点令人惊讶的结果被证明：一个积极的速率可以独立于预期的接收机的数量。对于独立消息，提出了一种机会传输方案，该方案在接收者数目较大的情况下实现了保密和容量。我们的研究结果表明，快速衰落信道模型。块衰落模型的扩展进行了讨论。
2007-02-16 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
The Secrecy Capacity of the MIMO Wiretap Channel
我们考虑的MIMO窃听信道，这是一个MIMO广播信道的发射机发送一些机密信息的一个用户是一个合法的接收器，而另一个用户是一个窃听者。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者得到零比特的信息，就实现了完美的保密。在本文中，我们计算的多天线MIMO广播信道的完美保密容量，其中的天线数量是任意的发送器和两个接收器。
2007-10-10 cs.CR 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
Multiple-Input Multiple-Output Gaussian Broadcast Channels with Common and Confidential Messages
本文考虑了多输入多输出（MIMO）高斯广播信道与两个接收器（接收器1和2）和两个消息的问题：一个共同的消息，旨在为两个接收器和一个机密的消息，只为接收器1，但需要保持渐近完全安全的接收器2。通过信道增强参数建立了保密容量区域的矩阵表征。通过首先将接收机1分成两个虚拟接收机，然后仅增强解码机密消息的虚拟接收机来构造增强信道。增强信道的保密容量区域的特征在于使用极值熵不等式先前建立的表征退化的复合MIMO高斯广播信道的容量区域。
2009-07-15 cs.IT math.IT
On the Broadcast Latency in Finite Cooperative Wireless Networks
本文的目的是研究合作对系统延迟的影响，量化为将广播消息传递给所有预期接收器所需的重传次数。与现有的广播方案，节点之间的距离没有明确考虑的作品，我们研究小尺度衰落和传播路径损耗的联合效应。此外，我们研究合作的应用有限的网络，即当合作节点的数量是小的。随机几何和顺序统计量被用来开发分析模型，紧密配合非合作的情况下的仿真结果，并提供了一个合作设置的延迟下限。我们证明，即使是一个简单的洪水的情况下，合作广播实现显着降低系统延迟。
2013-06-18 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
