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
Designing IRS-Aided MIMO Systems for Secrecy Enhancement
智能反射表面（IRSs）使多输入多输出（MIMO）发射器能够修改发射器与接收器之间的通信信道。在存在窃听终端的情况下，该自由度可以用于有效地抑制向这种恶意终端的信息泄漏。这导致在IRS辅助的MIMO系统中显著的潜在保密增益。这项工作利用这些收益通过一个听话的联合设计的下行链路波束形成器和IRS相移。在这方面，我们考虑一个通用的IRS辅助MIMO窃听设置和调用分式编程和交替优化技术，迭代地找到波束形成器和相移，最大限度地实现加权保密和速率。我们的设计包括两个低复杂度的联合波束形成和相移调谐算法。所提出的算法的性能进行了数值评估和比较的基准。结果表明，将IRS引入MIMO系统不仅提高了系统的保密性能，而且提高了系统对被动窃听的鲁棒性。
2022-02-02 cs.IT math.IT
Power and Subcarrier Allocation for Physical-Layer Security in OFDMA-based Broadband Wireless Networks
在未来的宽带无线网络中，为移动用户提供物理层安全具有重要的理论和实际意义。在本文中，我们制定了一个分析框架，资源分配在下行OFDMA为基础的宽带网络共存的安全用户（SU）和正常用户（NU）。SU需要在物理层进行安全的数据传输，而NU则使用传统的尽力而为数据业务。该问题被制定为联合功率和子载波分配的目标是最大限度地提高所有NU的平均聚合信息速率，同时保持平均保密率为每个单独的SU下的总发射功率约束的基站。我们解决这个问题的渐近最优的方式使用对偶分解。我们的分析表明，SU成为一个候选人竞争的子载波，只有当它的信道增益在这个子载波是最大的所有，并超过第二个最大的一定的阈值。此外，虽然NU的功率分配遵循传统的注水原理，但SU的功率分配取决于其自身的信道增益和最大信道增益。我们还开发了一个次优算法，以减少计算成本。数值研究进行评估所提出的算法的性能方面的可实现的对信息率为NU和保密率为SU在不同的功耗。
2011-06-30 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Aided Secrecy Beamforming Optimization for Wirelessly Powered HetNets
本文考虑了无线供电的双层异构网络（HetNets）的新范式。具体地，毫微微小区基站（FBS）由功率信标（PB）供电，并且在存在潜在窃听者（EVE）和宏基站（MBS）的情况下向合法毫微微小区用户（FU）发送机密信息。在这种情况下，我们研究了三个不同层次的FBS-EVE信道状态信息（CSI），即完美的，不完美的和完全未知的FBS-EVE CSI下的保密波束形成设计。首先，给定FBS处的理想全局CSI，以理想保密率最大化为目标，联合优化PB能量协方差矩阵、FBS信息协方差矩阵和时间分裂因子。在假设FBS-EVE CSI不完美的情况下，分别研究了确定性CSI误差和统计性CSI误差对应的最坏情况SRM问题和中断约束SRM问题。此外，针对FBS-EVE信道状态信息未知的实际情况，研究了人工噪声（AN）辅助的保密波束形成设计。我们的分析表明，对于所有上述情况下的最佳PB能量和FBS信息保密波束成形的秩-1。此外，对于FBS-EVE CSI的所有考虑的情况，当跨层干扰约束不活动时，闭合形式的PB能量波束成形解决方案是可用的。数值仿真结果表明，所有建议的保密波束形成设计相比，采用基线算法的保密性能的优势。
2019-11-14 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis for IRS-aided Wiretap MIMO Communications: Fundamental Limits and System Design
为了满足未来创新应用的需求，人们已经做出了许多努力来超越香农理论所预测的极限。除了研究安全性、延迟和语义等超越香农的指标外，另一个方向是利用智能反射表面（IRS）联合设计收发器和环境。在本文中，我们考虑的分析和设计的IRS辅助多输入多输出（MIMO）安全通信，这引起了研究的关注，但仍处于起步阶段。例如，尽管其重要性，但IRS辅助窃听MIMO通信的基本限制在文献中还不可用。在本文中，我们将调查这些基本限制，通过确定遍历保密率（ESR）和保密中断概率（SOP）。为此，利用随机矩阵理论（RMT）推导了IRS辅助MIMO安全通信信道上互信息（MI）统计量联合分布的中心极限定理（CLT）.推导出的CLT，然后使用获得的ESR和SOP，这也扩展到多个多天线窃听的情况下的封闭形式的表达式。基于理论结果，提出了最大化人工噪声（AN）辅助ESR和最小化SOP的算法。数值结果验证了理论结果的准确性和所提优化算法的有效性。
2022-09-01 cs.IT math.IT
A Robust Artificial Noise Aided Transmit Design for Miso Secrecy
研究了多个单天线窃听者监听多输入单输出信道时人工噪声辅助的保密率最大化问题。我们假设发射机有完美的知识关于信道的期望用户，但不完善的知识关于信道的窃听者。因此，由此产生的SRM问题的方式，我们最大化的最坏情况下的保密率，通过联合设计的信号协方差${\bf W}$和AN协方差${\bf Σ}$。然而，这种最坏情况的SRM问题原来是难以优化的，因为它是非凸的${\bf W}$和${\bf Σ}$联合。此外，它属于半无限优化问题。通过仔细的重新制定，我们表明，最坏情况下的SRM问题可以通过执行一维线搜索，其中涉及一系列的半定规划（SDP）。此外，我们还表明，最佳的${\bf W}$承认一个秩一结构，这意味着发送波束成形下所考虑的情况下的保密率最优。仿真结果表明，所提出的设计相比，非鲁棒AN设计的鲁棒性和有效性。
2011-04-21 cs.IT math.IT
Novel Subcarrier-pair based Opportunistic DF Protocol for Cooperative Downlink OFDMA
提出了一种新的基于子载波对的机会DF协议，用于解码转发（DF）中继辅助的协作下行OFDMA传输。具体地说，用户消息比特在两个连续的等持续时间时隙中发送。第一时隙中的子载波可以与第二时隙中的子载波配对，用于到用户的DF中继辅助传输。特别地，源和中继器可以同时发送以在第二时隙中的子载波处实现波束成形以用于中继器辅助传输。在第一或第二时隙中的每个不成对的子载波由源用于直接传输到用户，而无需中继的辅助。该协议在总功率约束条件下，解决了总速率最大化资源分配（RA）问题.结果表明，新的协议导致的最大和速率大于或等于一个基准，这不允许源实现波束成形的子载波在第二个时隙的中继辅助传输。然后，开发多项式复杂度RA算法以找到（至少近似地）最优资源分配（即，源/中继功率、子载波配对和对用户的分配）。数值实验表明，新的协议可以导致更大的和率比基准。
2013-01-14 cs.IT cs.NI 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 Performance Analysis of RIS-aided Communication System with Randomly Flying Eavesdroppers
在这封信中，我们分析了可重构智能表面（RIS）辅助通信系统的保密性能与空间随机无人机（UAV）作为窃听器。考虑了基站（BS）配置单天线和多天线的情况，推导了合法用户和窃听者的信噪比（SNR）的解析表达式，并通过一种有效的计算方法进行了近似。仿真结果验证了解析表达式和近似表达式的正确性，并显示了RIS部署的安全增强效果。
2022-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Spatially Selective Artificial-Noise Aided Transmit Optimization for MISO Multi-Eves Secrecy Rate Maximization
考虑一个被多个窃听者窃听的MISO信道。我们的目标是设计一个人工噪声（AN）辅助传输策略，使可实现的保密率最大化的总和功率约束。AN辅助的安全传输最近被发现是一种很有前途的方法来阻止窃听企图。在许多现有的研究中，机密信息传输协方差和AN协方差没有同时优化。特别地，为了设计方便，通常将AN协方差作为特定种类的空间各向同性协方差的前缀。本文考虑联合优化的发送和AN协方差的保密率最大化（SRM），与设计的灵活性，AN可以采取任何空间模式。因此，所提出的设计具有潜在的干扰窃听更有效地，基于信道状态信息（CSI）。我们通过分析和凸锥优化机制推导出SRM问题的优化方法。我们表明，SRM问题可以重铸为一个单变量优化问题，并由此产生的问题可以有效地处理解决一系列的半定方案。我们的框架涉及多个多天线窃听器的一般设置，并可以满足特定应用场景中产生的额外约束，例如干扰网络中的干扰温度约束。我们还概括了一个不完美的CSI的情况下，最坏情况下的鲁棒SRM制定被认为是框架。一个次优的，但安全的解决方案，停电约束的鲁棒SRM设计也进行了研究。仿真结果表明，所提出的AN辅助SRM设计产生显着的保密率增益比最佳的无AN设计和各向同性的AN设计，特别是当有更多的窃听。
2013-03-08 cs.IT math.IT
On Secrecy Performance of Antenna Selection Aided MIMO Systems Against Eavesdropping
在本文中，我们考虑了一个多输入多输出（MIMO）系统组成的一个源，一个目的地和一个窃听者，其中每个节点配备了任意数量的天线。为了提高源-目的地传输的安全性，我们研究了在源的天线选择，并提出了最优天线选择（OAS）和次优天线选择（SAS）计划，取决于源节点是否具有全局信道状态信息（CSI）的主链路（从源到目的地）和窃听链路（从源到窃听者）。并以传统的空时传输为基准进行了研究。我们评估的STT，SAS和OAS计划的保密性能的概率为零保密容量。此外，我们研究了广义的保密多样性的STT，SAS，和OAS计划通过渐近分析的概率为零保密能力，作为主信道和窃听信道的平均增益之间的比率趋于无穷大。这与传统的保密分集不同，传统的保密分集假设在窃听者具有有限接收SNR的条件下在目的地接收到无限的信噪比（SNR）。结果表明，STT，SAS和OAS方案的广义保密分集阶数是源端和目的端天线数的乘积。此外，数值结果表明，所提出的OAS计划严格优于STT和SAS计划的零保密容量的概率。
2015-01-26 cs.IT math.IT
Artificial-Noise Aided Secure Transmission in Large Scale Spectrum Sharing Networks
我们研究波束成形和人工噪声生成在二级发射机建立安全的传输在大规模的频谱共享网络，其中多个非串通窃听者试图拦截的二级传输。我们开发了一个全面的分析框架，以准确地评估保密性能下的主要用户的服务质量的约束。我们的目标是描述波束形成和人工噪声生成对这个复杂的大规模网络的影响。我们首先推导出平均保密率和保密中断概率的精确表达式，然后推导出当次发射端天线数趋于无穷大时的渐近平均保密率和渐近保密中断概率的计算公式。研究结果表明，在大规模频谱共享网络中，有效信号和人工噪声之间的等功率分配并不总是实现最大平均保密率的最佳策略。另一个有趣的观察是，当来自主发射机和次发射机的聚合干扰很强时，波束成形和人工噪声生成相对于波束成形在平均保密率上的优势丧失，使得其超过所生成的人工噪声的影响。
2016-03-11 cs.IT math.IT
WSR Maximized Resource Allocation in Multiple DF Relays Aided OFDMA Downlink Transmission
Université Catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）
针对多DF中继辅助OFDMA下行系统，提出两步算法实现加权和速率最大化资源分配，第一步优化每子载波-目的节点对的功率与中继选择，第二步通过凸优化全局分配子载波、模式与功率，并给出高功率下的闭式解。
2011-05-04 cs.IT cs.SY eess.SY
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
Robust IRS-aided Secrecy Transmission with Location Optimization
本文提出了一种适用于智能反射面辅助通信系统的鲁棒保密传输方案。与现有的IRS部署在固定位置的方案不同，本文以IRS的位置为变量，在中断概率约束下，通过联合优化IRS的位置、发射波束形成器和IRS相移，在Eve的信道状态信息（CSI）不完全的情况下，最大化秘密率（SR）。b）只有Eve的可疑区域可用。我们发现一个关键的观察，CSI模型是不同的IRS部署前后，因此优化问题可以分解和解决通过两个阶段的框架。对于情形a），在第一阶段，推导出了与IRS位置无关的中断概率的上界，并利用逐次凸近似（SCA）方法对上界进行了优化。在第二阶段，我们开发了一种替代优化（AO）算法来优化波束形成器和相移迭代。对于情况b），我们提出了一种基于两阶段框架的Max-Min SR方案，其中IRS的位置基于Eve的最差位置进行优化。仿真结果表明了IRS位置优化的重要性。
2022-07-29 cs.IT math.IT
Safeguarding Massive MIMO Aided HetNets Using Physical Layer Security
本文探讨了大规模多输入多输出（MIMO）辅助的两层异构网络（HetNets）的物理层安全的潜力。重点研究了存在多个窃听者的下行链路安全传输问题。我们首先解决的影响，大规模MIMO的最大接收功率为基础的用户关联。然后我们推导出HetNets用户的保密中断概率的易处理的上界表达式。我们表明，大规模MIMO的实现显着提高了保密性能，这表明物理层安全可能是一个有前途的解决方案，以保护大规模MIMO HetNets。此外，我们表明，HetNets用户的保密中断概率首先下降，然后提高PBS的密度。
2015-09-09 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
On the Impacts of Phase Shifting Design and Eavesdropping Uncertainty on Secrecy Metrics of RIS-aided Systems
从信息论的角度研究了可重构智能表面辅助系统的保密中断概率（SOP）、SOP下界和非零保密容量（PNZ）概率.特别地，我们考虑了窃听者的位置不确定性和相位调整的不确定性，即不完全相干相移和离散相移对RIS的影响。更具体地说，分析和仿真结果表明：（i）由于RIS反射元件数量的增加，SOP增益逐渐减小;以及（ii）两种相移设计表现出相同的PNZ保密性能，换句话说，随机离散相移优于复杂度降低的不完美相干相移设计。
2022-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
Quantization-Aided Secrecy: FD C-RAN Communications with Untrusted Radios
在这项工作中，我们从基础设施共享和信息保密方面研究了全双工（FD）云无线电接入网络（C-RAN），其中中央单元利用属于同一运营商的FD远程无线电单元（RU），即，可信RU以及属于其他运营商或私有者的RU，即，不信任的人此外，通信发生在存在不可信的外部接收器的情况下，即，窃听者节点。所传送的上行链路（UL）和下行链路（DL）波形被量化以便符合前传链路的有限容量。为了提供信息保密性，我们提出了一种新的利用DL中的量化噪声整形，使得它同时用于符合前传链路的有限容量，以及降低用于UL和DL通信的个体窃听者和不可信RU的解码能力。在这方面，获得了描述可实现的保密率的表达式。然后，制定用于联合设计DL和UL量化和预编码策略的优化问题，其目的是最大化整个系统的加权和保密率。由于制定的问题的棘手性，提出了一个迭代的解决方案，以下逐次内逼近和半定松弛框架，收敛到一个稳定点。数值评估表明，一个有前途的增益所提出的方法提供信息保密对不受信任的基础设施节点和/或外部窃听的FD C-RAN通信的上下文中。
2021-07-18 cs.IT math.IT
OptM3Sec: Optimizing Multicast IRS-Aided Multiantenna DFRC Secrecy Channel with Multiple Eavesdroppers
随着双功能雷达通信（DFRC）系统中常用信令方法的使用，针对合法用户的消息窃听的敏感性已经恶化。对于DFRC系统，雷达目标可以充当接收高能量信号的窃听者（ED），从而导致额外的挑战。与以前的作品不同，我们考虑了多个ED的多播多天线DFRC系统。然后，我们提出了一个物理层的设计方法，通过安装智能反射表面的雷达通道，以最大限度地提高保密率。我们的多ED多播多天线DFRC保密率（OptM3Sec）的方法的优化解决了这个高度非凸的预编码矩阵的问题。我们的数值实验表明，我们的算法在最大化的保密率在DFRC设置的可行性。
2022-01-24 cs.IT eess.SP 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
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
Can Artificial Noise Boost Further the Secrecy of Dual-hop RIS-aided Networks?
本文对可重构智能表面（RIS）辅助下的基于双跳再生中继的无线通信系统的物理层安全性进行了量化。特别地，该设置包括经由再生中继与目的地节点通信的源节点。在这种设置中，RIS被安装在每一跳中以增加源-中继和中继-目的地通信的可靠性，其中RIS的相移受到量化误差的影响。合法传输是在存在恶意窃听者的情况下执行的，恶意窃听者试图通过偷听来自中继器的广播信号来损害合法传输。为了克服这个问题，我们将一个干扰器，以增加系统的保密性破坏窃听通过广播干扰信号。利用广泛采用的伽玛和指数分布近似，系统的保密水平量化推导近似和渐近表达式的秘密拦截概率（IP）度量的主要网络参数。结果表明，通过增加干扰功率和/或反射元件（RE）的数量显着增强保密性。特别地，即使当合法链路的平均信噪比比窃听者的平均信噪比小$10$ -dB时，也可以利用$40$ RE和$10$ -dB的干扰功率噪声比达到大约$10^{-4}$的IP。我们表明，合作干扰是非常有帮助的，在强窃听的情况下，具有固定数量的RE，和量化位数不影响的保密性时，超过$3$位。所有的分析结果都得到了Monte Carlo模拟的证实。
2022-08-02 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for A Massive MIMO Relay Aided Secure Communication
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信在实际条件下的最佳功率分配。为了保证长距离传输过程中的安全通信，研究了大规模MIMO（M-MIMO）中继技术，以显著提高无线安全性。本文的重点是分析和设计解码转发（DF）M-MIMO中继的最优功率分配，以最大化的秘密中断容量和最小化的拦截概率，分别。我们的研究揭示了一个非负的秘密中断容量的条件，获得了封闭形式的最佳功率的表达式，并提出了保密性能的渐近特性。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2015-08-31 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
Artificial-Noise-Aided Secure Transmission in Wiretap Channels with Transmitter-Side Correlation
本文首次研究了发射端相关性对人工噪声辅助安全传输的影响，并在此基础上提出了一种新的用于增强物理层安全性的人工噪声功率分配策略。具体来说，我们设计了一个基于相关性的功率分配（CPA）的AN，其中的最优性方面实现最小的保密中断概率的分析证明在大系统政权的发射天线的数量接近无穷大。为了充分揭示CPA的好处，我们推导出易于评估的CPA实现的保密中断概率的表达式。我们的研究表明，CPA是接近最优的，显着优于广泛使用的均匀功率分配（UPA），即使是一个适度的小数目的相关发射天线。此外，我们的数值结果揭示了CPA和UPA之间的根本区别。也就是说，当相关发射天线的数量增加时，CPA的秘密中断概率总是减小，而UPA的秘密中断概率遭受饱和点。
2016-11-07 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
Secure Beamforming in MISO NOMA Backscatter Device Aided Symbiotic Radio Networks
共生无线电（SR）网络是未来大规模物联网设备低功耗无线通信的可能解决方案。本文研究了一种多输入单输出的非正交多址接入（NOMA）反向散射器件（BD）辅助的SR网络，该网络具有潜在的窃听者。在网络中，基站（BS）使用NOMA协议向中心用户和小区边缘用户广播信号。利用环境反向散射调制，BD通过来自BS的入射信号向中央用户发送其自己的消息。我们提出了一个约束凹凸过程为基础的算法，最大化的$ε$中断保密率从BD到中央用户的BS可实现的保密率约束下，从中央和小区边缘用户。仿真结果表明，我们提出的网络实现了更大的保密率区域比正交多址（OMA）网络。
2019-06-08 cs.IT math.IT
Dual Threats in RIS-Aided RF-UOWC Mixed Networks: Secrecy Performance Analysis under Simultaneous RF and UOWC Eavesdropping
针对6G中RIS辅助的RF-UOWC混合网络的安全问题，提出分析框架，推导三种窃听场景下的保密性能闭式表达式，分析多因素影响并通过仿真验证。
2024-08-12 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
On Secure NOMA-Aided Semi-Grant-Free Systems
半免授权（SGF）传输方案使得免授权（GF）用户能够利用分配给基于授权（GB）用户的资源块，同时保持GB用户的服务质量。研究了非正交多址接入（NOMA）辅助的SGF系统的保密性能。首先，推导了NOMA辅助的单GF用户SGF系统的精确和渐近保密中断概率（SOP）的解析表达式。然后，考虑了具有多个GF用户的SGF系统和最佳用户调度方案。利用顺序统计量理论推导出了精确和渐近SOP的解析表达式。Monte Carlo模拟结果，并与两个基准计划进行比较。所考虑的系统的SOP上的系统参数的影响被证明和开发的分析结果的准确性进行了验证。结果表明，GB的中断目标速率和GF的安全目标速率是影响SGF系统保密性能的主要因素。
2023-02-27 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
Jamming-Aided Secure Communication in Massive MIMO Rician Channels
本文研究了莱斯衰落信道下，对大型天线阵发射机的人工噪声辅助干扰设计。我们发现，当发射天线数趋于无穷大时，莱斯信道是否发生秘密中断取决于窃听者的几何位置。为此，我们首先定义并解析描述了秘密中断区域（SOR），指出了所有可能导致秘密中断的窃听者的位置。在此基础上，推导出了保密中断概率（SOP），并给出了干扰有益范围，即，确定了能够实现均匀干扰以降低SOP的窃听者的距离范围。然后，在不同的情况下，消息和人工噪声之间的最佳功率分配进行了研究。此外，为了更有效地使用干扰功率并进一步降低SOP，我们提出了仅在选定的波束（映射到物理角度）上产生干扰信号的定向干扰，并且针对有和没有可疑区域的信息的情况提出了功率分配算法，即，窃听者的可能位置我们进一步扩展到多用户和多细胞的情况下的讨论。最后，数值结果验证了我们的结论，并显示我们提出的干扰功率分配方案的有效性。
2015-07-23 cs.IT math.IT
RIS-aided secure communications over Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$ Fading Channels
本文研究RIS辅助无线通信系统在Fisher-Snedecor F衰落信道下的物理层安全性能，推导了SOP和ASC的闭式表达式并分析其渐近行为，通过蒙特卡洛仿真验证了RIS对保密性能的改善作用。
2023-04-13 cs.IT math.IT
Optimization on Multi-User Physical Layer Security of Intelligent Reflecting Surface-Aided VLC
这封信研究了智能反射表面（IRS）辅助可见光通信（VLC）中的物理层安全性。在点源假设下，首先建立了多个合法用户和一个窃听者的系统模型，通过目标函数近似将保密率最大化问题转化为分配问题。然后，提出了一种迭代Kuhn-Munkres算法对变换后的问题进行优化，其计算复杂性为IRS单元数和发射机数的二阶形式。此外，数值模拟进行了验证的近似性能和VLC保密率的改进IRS。
2022-01-03 cs.IT math.IT
Secrecy Performance Analysis of RIS-Aided Fluid Antenna Systems
本文研究了RIS辅助下配备FAS的合法用户与窃听者之间的安全通信，利用中心极限定理和高斯Copula函数推导出保密中断概率的解析表达式，证明了结合FAS和RIS能显著提升安全通信性能。
2024-08-27 cs.IT eess.SP math.IT
Secrecy of Opportunistic User Scheduling in RIS-Aided Systems: A Comparison with NOMA Scheduling
针对RIS辅助多用户无线系统的保密传输问题，提出机会用户调度方案，推导SOP及其渐近表达式，并证明其性能优于每时隙调度一对用户的NOMA方案。
2023-06-05 cs.IT eess.SP 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
Security Enhancement for Coupled Phase-Shift STAR-RIS Networks
研究了同时发射和反射的可重构智能表面辅助通信系统的安全传输问题。针对STAR-RIS辅助通信中独特的全空间相互窃听问题，考虑到STAR-RIS的耦合相移和用户的公平保密要求，提出了一种新的安全波束形成方案。特别是，基于惩罚的保密波束形成算法的开发，以解决由此产生的非凸优化问题，其中耦合的传输/反射系数的封闭形式的解决方案，在每次迭代中获得。数值结果表明：1）所提出的方案比传统的RIS具有更高的保密容量; 2）4位离散移相器足以保证保密性。
2022-08-22 cs.IT math.IT
Secrecy Energy Efficiency Maximization in RIS-Aided Networks: Active or Nearly-Passive RIS?
针对RIS辅助网络，比较有源与近无源RIS的保密能量效率，提出两种优化算法，并量化权衡，发现静态功耗增加时有源RIS的SEE更差。
2025-07-09 cs.IT eess.SP math.IT
UAV-Aided Jamming for Secure Ground Communication with Unknown Eavesdropper Location
研究了在窃听者位置未知的情况下，利用无人机辅助干扰技术实现物理层无密钥安全。我们假设未知的窃听者的位置是在一个椭圆形的发射机的覆盖区域内。通过依次优化发射功率、无人机飞行路径和干扰功率，以最大化任意窃听位置下的平均保密率为目标。仿真结果表明，与采用发射机和合法接收机共同飞行的直接航迹相比，最优航迹具有更好的保密率性能。最重要的是，即使与未知的窃听者的位置，我们得到了一个保密率，相当于一个场景时，窃听者的位置是已知的。然而，未知窃听者位置的平均保密率取决于窃听者与发射机的已知位置的接近程度。我们还观察到，由于无人机辅助干扰，平均保密率稳定在某个点，即使窃听者的平均接收包络功率增加。这基本上证明了拟议计划的有效性。
2019-11-25 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Transmission for Fluid Antenna-Aided ISAC Systems
School of Information Science and Engineering, Shandong University（山东大学信息科学与工程学院）；Information Technology Service Center, People’s Court, Beijing（北京市人民法院信息技术服务中心）
本文提出了一种利用流体天线优化多用户总保密率的ISAC安全传输方案，通过联合优化天线位置和波束成形，实现超过20%的保密率提升。
2026-02-26 cs.IT math.IT
Secure Communication for Spatially Correlated RIS-Aided Multiuser Massive MIMO Systems: Analysis and Optimization
本文研究了利用人工噪声的可重构智能表面（RIS）辅助多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统中的安全通信。首先推导出空间相关MIMO信道下遍历保密率的封闭表达式。通过使用这个派生的结果，我们进一步优化AN的功率分数在封闭的形式和RIS相移通过开发一个基于梯度的算法，它只需要统计信道状态信息（CSI）。我们的分析表明，在RIS的空间相关性提供了一个额外的维度优化RIS相移。数值模拟验证了分析结果，显示了深刻的系统参数之间的相互作用和保密性能的退化，由于在RIS的高空间相关性。
2023-01-10 cs.IT math.IT
Active Reconfigurable Intelligent Surface Aided Secure Transmission
可重构智能表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）以其无源、低功耗的特性引起了学术界和工业界的广泛关注，目前已被用于物理层安全，以增强安全传输。然而，由于存在双衰落效应的反射信道链路上的发射机和用户，RIS有助于实现有限的保密性能增益相比，没有RIS的情况下。在此通信中，我们提出了一种新的有源RIS设计，以提高安全的无线传输，其中RIS中的反射元件不仅调整相移，而且放大信号的幅度。针对基于该设计的非凸保密率优化问题，提出了一种有效的交替优化算法，对发射端波束形成器和RIS端反射系数矩阵进行联合优化。仿真结果表明，与现有的无源RIS方案和无源RIS方案相比，有源RIS方案能够有效缓解双衰落效应的影响，从而获得更高的保密性能增益。
2021-12-20 cs.IT math.IT
Link Selection for Secure Cooperative Networks with Buffer-Aided Relaying
研究了两跳协作无线网络中的安全通信问题。在该网络中，利用缓冲区辅助中继将数据从源节点转发到目的节点，而被动窃听者则试图截获源节点和中继节点的数据传输。取决于源的瞬时信道状态信息的可用性，传输机制的两种情况，即，考虑自适应速率传输和固定速率传输。为了提高系统的安全性，新的链路选择策略，提出了这两种情况下选择源到中继，中继到目的地，或没有链路传输的信道质量的基础上。封闭形式的表达式推导出端到端的保密中断概率（SOP），保密中断容量（SOC），和确切的保密吞吐量（EST），分别。此外，我们证明了EST达到最大值的条件，并探讨如何通过优化链路选择参数来最小化SOP和最大化SOC。最后，通过仿真验证了理论性能评估的有效性，并通过大量的数值结果验证了所提出的链路选择策略在两跳协作网络中的安全通信的有效性.
2018-02-19 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Fairness in AN-aided Secure MU-MIMO SWIPT Systems with Cooperative Jammer
本文研究了一种多用户多输入多输出保密同步无线信息和功率传输（SWIPT）信道，该信道由一个发射机、一个协作干扰机（CJ）、多个能量接收机（潜在窃听者，ER）和多个共址接收机（CR）组成。我们利用人工噪声（AN）生成的双重性来促进有效的无线能量传输和安全传输。我们的目标是最大限度地提高最小收获的能量之间的ER和CR的保密率约束为每个CR和总发射功率约束。通过引入范数有界信道不确定性模型，提出了一种基于序贯参数凸逼近的迭代算法来寻找近似最优解。最后，仿真结果验证了该算法的性能优于传统的AN辅助方案和CJ辅助方案。
2018-02-01 cs.IT math.IT
Large Intelligent Surface Aided Physical Layer Security Transmission
在本文中，我们研究了一个大型的智能表面增强（LIS增强）系统，LIS部署，以协助安全传输。我们的设计旨在最大化不同信道模型中可实现的保密率，即，莱斯衰落和（或）独立同分布高斯衰落的合法和窃听信道。此外，我们考虑到人工噪声辅助传输结构，以进一步提高系统的性能。解决上述问题的难点在于期望保密率表达式的结构和非凸相移约束。为了便于设计，我们提出了两个框架，即基于样本平均近似（SAA为基础的）算法和混合随机投影梯度收敛策略（混合SPG-CP）算法，计算保密率表达式中的期望项。同时，采用优化最小化（MM）来解决相移约束的非凸性。此外，我们还充分利用期望项对两种特殊情形进行了分析。仿真结果表明，所提算法有效地优化了所考虑设置的保密通信速率，与传统的无LIS系统相比，LIS增强系统的保密性能有了很大的提高。
2020-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
On Artificial-Noise Aided Transmit Design for Multi-User MISO Systems with Integrated Services
本文考虑人工噪声（AN）辅助发射设计的多用户MISO系统中的业务集成的眼睛。具体来说，我们结合了两种服务，并同时为他们服务：一个多播消息的目的是为所有接收器和一个机密消息的目的是只有一个接收器。机密信息对所有未经授权的接收者都是完全安全的。我们的目标是联合设计最佳的输入协方差的组播消息，机密消息和AN，使可实现的保密率区域最大化的总和功率约束。该保密率域最大化问题是一个非凸向量最大化问题。为了解决这个问题，我们将SRRM问题转化为一个可证明等价的标量优化问题，并提出了一种搜索方法来找到所有的Pareto最优点。等价的标量优化问题被确定为一个保密率最大化（SRM）的组播服务质量（QoMS）的约束问题。此外，我们表明，这个等价的QoS约束SRM问题，虽然非凸的，可以有效地处理基于两阶段的优化方法，包括解决一系列的半定方案。此外，我们还扩展了SRRM问题的一个不完美的信道状态信息（CSI）的情况下，考虑了最坏情况下的鲁棒制定。特别是，虽然发射波束成形一般是一个次优技术的SRRM问题，我们证明了它是最佳的机密消息传输，无论是在完美的CSI的情况下，或在不完美的CSI的情况下。最后，数值结果表明，人工神经网络辅助的发送设计是有效的扩展可实现的保密率的区域。
2017-02-27 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
Spatially Correlated RIS-Aided Secure Massive MIMO Under CSI and Hardware Imperfections
本文面向HWI、不完美CSI和空间相关信道下的RIS辅助安全大规模MIMO，推导保密速率下界并提出定点求解的功率分配策略，证明增加RIS元件可补偿硬件损伤。
2024-04-08 cs.IT math.IT
Wireless Secrecy in Cellular Systems with Infrastructure--Aided Cooperation
在蜂窝系统中，可以通过经由并发下行链路传输的调度来创建有意干扰来确保上行链路传输相对于窃听终端的机密性。在本文中，这一基本思想是探索从信息理论的角度来看，通过集中在两个小区的情况下，所涉及的基站连接通过一个有限容量的骨干链路。许多传输策略被认为是旨在提高上行链路的保密性下的下行链路速率，作为干扰信号的约束。这些策略的不同之处主要在于协作下行链路到上行链路操作的基站利用骨干链路的方式。高斯（unfaded）和衰落的情况下，在不同的假设下，在不同的节点上的信道状态信息的可扩展速率。数值结果也证实了分析。总体而言，分析表明，调度和基站合作的组合是一种很有前途的手段，以提高蜂窝系统中的传输机密性。
2008-05-03 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Sum Rate Maximization for OIRS-Aided Visible Light Communications with Confidential Messages
Hanoi University of Science and Technology（河内科技大学）；Shizuoka University（静冈大学）
针对视线链路阻塞，通过联合优化传输预编码器和OIRS单元分配，提出一种基于交替优化框架的算法，以最大化多用户VLC系统的保密和速率。
2026-06-02 cs.IT cs.SY eess.SY
Physical Layer Security Enhancement With Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Networks
可重构智能表面（RIS）辅助无线通信最近引起了极大的关注。我们研究了存在多天线窃听者的随机定位用户的下行链路RIS辅助传输框架的物理层安全性。为了展示RIS辅助网络的优势，我们考虑两种实际情况：使用RIS和不使用RIS的通信。在这两种情况下，我们应用随机几何理论推导出精确的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的接收信号与干扰加噪声比。此外，所获得的PDF和CDF被用来评估重要的安全性能的无线通信，包括保密中断概率，非零保密容量的概率，和平均保密率。随后进行蒙特卡罗模拟，以验证我们的分析结果的准确性。与传统的MIMO系统相比，该系统在物理层安全性方面具有更好的性能。特别地，通过增加装备在RIS中的反射元件的数量，安全性能显著提高。然而，当NLoS的路径损耗较小时，采用配备有少量反射元件的RIS不能改善系统性能。
2021-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Artificial Noise-Aided Biobjective Transmitter Optimization for Service Integration in Multi-User MIMO Gaussian Broadcast Channel
该文研究了一种基于人工噪声的多用户MIMO系统综合业务发射设计方法。具体地说，两种服务消息被组合并同时提供：一种是针对所有接收者的多播消息，另一种是仅针对一个接收者的机密消息，并且要求对其他未授权的接收者是完全安全的。我们的兴趣在于联合设计的输入协方差的组播消息，机密消息和人工噪声（AN），使可实现的保密率和组播速率同时最大化。这个问题被确定为一个保密率区域最大化（SRRM）的物理层服务集成的上下文中的问题。由于这个双目标优化问题本身就很复杂，我们提出了两种不同的标量化方法将其转化为标量优化问题。首先，我们建议前缀的组播速率作为一个常数，并相应地，原始的双目标问题转化为一个保密率最大化（SRM）问题与组播服务质量（QoMS）的约束。通过改变常数，我们可以得到不同的Pareto最优点。由此产生的SRM问题可以通过可证明收敛的差分凹（DC）算法迭代求解。在第二种方法中，我们的目标是最大化的保密率和组播速率的加权和。通过改变加权向量，也可以得到不同的Pareto最优点。我们表明，这个加权和率最大化（WSRM）的问题可以重铸成一个原始的可分解的形式，这是适合交替优化（AO）。然后通过理论分析和数值模拟比较了这两种标量化方法的总体性能和计算复杂性，并在此基础上得出了新的见解。
2017-07-06 cs.IT math.IT
