The Capacity of Degraded Cognitive Interference Channel with Unidirectional Destination Cooperation
以往的工作建立了一些特殊情况下的离散无记忆退化认知干扰信道（CIC）的单向目的地合作（UDC）的容量区域。在这封信中，我们描述了一般的离散无记忆退化CIC-UDC的容量区域。研究结果表明，在认知发射端采用Gel'fand-Pinsker编码，在主发射端采用叠加编码，在中继端采用解码转发的方式实现容量区域。此外，使用这个一般性的结果和一个新的逆分析，我们建立了高斯退化CIC-UDC的容量，这一直是开放的，直到这项工作。
2018-01-22 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
Cooperation with an Untrusted Relay: A Secrecy Perspective
我们考虑的通信场景中，一个源-目的地对希望保持从中继节点的信息的秘密，尽管想要争取它的帮助。对于这种情况，一个有趣的问题是是否应该部署中继节点。也就是说，与不受信任的中继节点的合作是否可能是有益的。我们首先提供了一个可实现的保密率一般不可信的中继信道，并着手调查这个问题的两种类型的中继网络的正交组件。对于第一种模型，存在从源到中继的正交链路。对于第二种模型，存在从中继到目的地的正交链路。对于第一个模型，我们找到了模糊能力域，并证明了答案是否定的。相比之下，对于第二个模型，我们发现答案是肯定的。具体来说，我们通过压缩和转发的基础上实现的保密率，即，通过要求不可信的中继节点中继信息，我们可以实现更高的保密率比只是把中继作为一个窃听。对于第二个模型的一个特殊的类，中继不干扰自己，我们推导出一个上限的保密率使用的参数，其净效果是从中继分离窃听。新的上限的优点是证明了两个通道，属于这个特殊的类。上面提到的第二个模型的高斯情况受益于这种方法，因为新的上限改进了先前已知的界限。对于Cover-Kim确定性中继信道，新的上界通过与我们提出的可达速率相匹配，找到了源-目的链路不比源-中继链路差时的保密容量。
2009-10-08 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of the Cognitive Interference Channel with Unidirectional Destination Cooperation
具有单向目的地协作的认知干扰信道（CIFC-UDC）是认知干扰信道（CIFC）的变体，其中认知（次要）目的地不仅解码从其发送对偶发送的信息，而且还帮助增强主要用户的通信。该渠道是对原有CIFC的延伸，旨在实现共存条件下的双赢解决方案。CIFC-UDC包括广播信道（BC）、中继信道（RC）以及部分协作中继广播信道（PCRBC），并且可以降级为它们中的任何一个。本文对离散无记忆CIFC-UDC提出了一个新的可达速率区，它改进了以前的结果，包含了BC、RC、PCRBC和CIFC的最大已知速率区.给出了两类CIFC-UDC的一个新的外界，并证明了该外界是紧的，从而刻画了其容量域。
2011-02-18 cs.IT math.IT
On the Symmetric Gaussian Interference Channel with Partial Unidirectional Cooperation
考虑了一个两用户对称高斯干扰信道（IC），其中一个编码器与另一个编码器之间通过无噪声单向链路相连。具有恒定容量，附加链路提供编码器之间的部分协作。结果表明，有效的合作可以显着增加信道的总容量。这一事实是证明的基础上提出的下限和上限的和容量的比较。将数据划分为三个独立的消息，即私人的，共同的，和合作的，用于获得下界的传输策略享有一个简单的类型的韩小林计划与合作通信计划。一个基因辅助上限的开发，其中包括合作链路的能力。其他上限是基于认知无线电信道的总容量和割集界限。对于强干扰机制，可互操作性方案被简化为使用公共和/或协作消息，而不是私有消息。通过仔细的分析，它表明，这些界限之间的差距是在最多一个和两个比特每实维强和弱干扰制度，分别。此外，广义自由度的通道的特点。
2009-09-15 cs.IT math.IT
Physical Layer Security: Coalitional Games for Distributed Cooperation
在存在多个窃听者的情况下，无线网络节点之间的合作是一种很有前途的技术，用于在保密容量方面提高无线传输的物理层安全性。现有的物理层安全文献回答了这样一个问题：“从合作中获得的链路级保密能力是什么？“，本文试图回答的问题“如何实现这些收益在一个实际的分散的无线网络和存在的保密容量成本的信息交换？".为此，我们将物理层安全合作问题建模为具有不可转移效用的联盟博弈，并提出了一种分布式联盟形成算法。通过该算法，无线用户可以自主合作和自组织成不相交的独立联盟，同时最大限度地提高他们的保密能力，同时考虑到信息交换过程中的安全成本。我们分析了由此产生的联盟结构，讨论了它们的属性，并研究了用户如何能够自适应网络拓扑结构的环境变化，如移动性。仿真结果表明，该算法允许用户合作和自组织，同时提高了平均每个用户的保密容量高达25.32%，相对于非合作的情况。
2009-06-26 cs.GT cs.IT math.IT
On the Cognitive Interference Channel with Unidirectional Destination Cooperation
具有单向目的地协作的认知干扰信道（CIFC-UDC）是一种认知干扰信道（CIFC），其中认知（次）目的地不仅解码从其发送对偶发送的信息，而且还帮助增强主用户的通信。该渠道模型是对原有CIFC的扩展，旨在实现共存条件下的双赢解决方案。从信息理论的角度来看，CIFC-UDC包括广播信道（BC）、中继信道（RC）和部分协作中继广播信道（PCRBC），并且可以降级为它们中的任何一个。我们的主要结果是建立了CIFC-UDC的一个新的统一的可计算的速率区域，它是迄今为止已知的最大的，并且可以明确地表明，它包括以前由Chu提出的结果和BC，RC和PCRBC的最大已知速率区域。此外，本文还讨论了CIFC-UDC中单向目的地协作的一个有趣观点：使主用户的解码器能够进行干扰抑制可以看作是对Devroye等人提出的CIFC-UDC中的Gel'fand-Pinsker预编码干扰抑制的补充，通过将这两种思想结合起来，可以减轻在两个目的地引起的干扰。最后，给出了一类CIFC-UDC的外界，并证明了它是紧的，从而刻画了这类CIFC-UDC的容量域。
2011-02-15 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
Outage Performance in Secure Cooperative NOMA
在NOMA系统中实现合作是提高其性能的一种有前途的方法。本文研究了一个安全NOMA系统中的合作问题，其中合法用户均匀分布在网络中，窃听者服从齐次Poisson点过程分布。我们认为合作NOMA计划（两个用户配对为强和弱用户）在两个阶段：1）直接传输阶段，其中基站广播的消息的叠加，2）合作阶段，其中强用户作为中继，以帮助转发弱用户的消息。我们研究了两种情况下的秘密中断性能：（i）强用户的安全性，（ii）两个用户的安全性，得到保证。在第一种情况下，我们推导出精确的保密中断概率的系统的功率分配系数的某些区域和保密中断概率的下界推导出其他区域。在第二种情况下，强用户是一个中继或一个友好的干扰机（以及中继），其中的保密中断概率的上限推导出在高信号噪声比制度。对于这两种情况，在两个用户配对NOMA系统中的合作需要利用两个随机用户之间的距离的联合分布。数值结果表明，安全合作NOMA的合作功率的范围相比，安全非合作NOMA系统的优越性。
2019-03-13 cs.IT math.IT
Secure Wireless Communications via Cooperation
在存在一个或多个窃听者的情况下，用于无线通信的基于物理层的安全方法的可行性受到信道条件的阻碍。在本文中，合作研究作为一种方法来克服这个问题，提高安全通信的性能。特别是，解码和转发（DF）为基础的合作协议被认为是，和目标是设计系统的保密容量最大化或发送功率最小化。首先在假设全局信道状态信息（CSI）可用的情况下研究了基于DF的协作协议的系统设计。对于一个窃听者的情况下，提出了一种迭代方案，以获得最佳的解决方案的发送功率最小化问题。对于多个窃听者的情况，保密容量最大化或发射功率最小化的问题一般是棘手的。通过增加一个额外的约束，即，在所有窃听者处完全置零信号，这产生了针对上述两个问题的简单的封闭形式的解决方案。然后，研究了窃听者的不完美CSI对系统设计的影响，其中遍历保密容量是研究的重点。
2008-09-27 cs.IT math.IT
Compound Multiple Access Channels with Partial Cooperation
本文研究了一种具有共同消息和会议译码器的两用户离散无记忆复合多址信道。容量区域的特点是在物理退化的信道和单向合作的特殊情况下，和可达到的速率区域提供的一般情况下。然后将结果推广到相应的高斯模型。在高斯设置中，所提供的可实现的速率被示出为位于从在几个特殊情况下的容量区域的边界的一些恒定数量的比特。另一种模型，其中的编码器连接的会议链路，而不是有一个共同的消息，进行了研究，以及该模型的容量区域也确定为物理退化的信道和单向合作的情况下。数值结果也提供了在解码器和编码器的会议的潜在收益的见解。
2008-07-28 cs.IT math.IT
Distributed Coalition Formation Games for Secure Wireless Transmission
无线节点之间的协作最近已经被提出用于在存在多个窃听者的情况下提高无线传输的物理层（PHY）安全性。虽然现有的PHY安全文献回答了这样一个问题：“从合作中获得的链路级保密率是多少？”“，本文试图回答的问题"如何实现这些收益在一个实际的分散的无线网络，并在存在成本的信息交换？''.为此，我们将物理层安全合作问题建模为具有不可转移效用的联盟博弈，并提出了一种分布式联盟形成算法。通过该算法，无线用户可以合作和自组织成不相交的独立联盟，同时最大限度地提高他们的保密率，同时考虑到信息交换过程中的安全成本。我们分析了解码和转发和放大和转发合作的联盟结构，并研究了用户如何适应网络拓扑结构的环境变化，如移动性。通过仿真，我们评估所提出的算法的性能，并表明，通过联盟形成使用解码和转发，每个用户的平均保密率提高到25.3%和24.4%（45个用户的网络）相对于非合作和放大和转发的情况下，分别。
2009-11-13 cs.IT math.IT
Secure Data Transmission in Cooperative Modes: Relay and MAC
云中的合作为5G无线网络提供了一种有前途的技术，支持更高的数据率。通过无线云传输数据的安全性可能会对设备造成限制;是否合作。因此，我们的目标是提供分析框架的物理层上的安全性，这样的设置，并定义与合作体现在小尺寸的无线云的约束。在本文中，两个合法的发射机爱丽丝和约翰合作，以增加由他们共同的合法接收机鲍勃，其中一个窃听者，夏娃存在的可靠传输速率。我们提供了可实现的安全数据传输速率与合作中继，当没有合作存在创建一个多址接入信道（MAC）。本文考虑了不同的合作场景的分析：有两个中继设备的合作场景，没有中继的合作场景，非合作场景，从一方的合作。我们推导出最优功率分配的解析表达式，最大限度地提高可实现的保密率的不同的情况下，可实现的保密率的合作的影响进行了分析。我们提出了一种分布式算法，允许设备选择是否合作或不合作，并选择他们的最佳功率分配的基础上选择的合作框架。此外，我们还定义了距离约束，以加强无线云中设备之间的合作。
2014-05-14 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Two-Hop Relay Assisted Wiretap Channels
近年来，增强物理层特性以确保通信安全受到了相当大的关注。此外，与网络的一些节点的合作可以提供多天线系统的好处，增加了这样的信道的保密容量。在本文中，我们考虑合作窃听信道的放大和转发（AF）中继的帮助下，从源传输机密信息到合法的接收器中存在的窃听者。在这方面，AF依赖的保密能力推导出，假设中继是受峰值功率约束。为此，通过求解一个非凸优化问题来评估高斯输入下可实现的保密率。然后，证明了任何大于该保密率的速率都是不可实现的。为了做到这一点，一个天才的辅助信道的能力作为一个上界的基础信道的保密能力的推导，显示这个上界是等于高斯输入的计算可达到的保密率。相应地，相应的保密能力相比，解码和转发（DF）的战略，这是作为基准，在目前的工作。
2013-01-08 cs.IT math.IT
Achievable Secrecy Rate for the Relay Eavesdropper Channel with Non-Causal State Available at Transmitter and Relay
本文考虑了一个更一般的具有状态信息的四端无记忆中继-窃听信道（REC-SI），并推导了它的一个可达的完美保密率，我们假设状态信息仅在发送端和中继端是非因果可用的。发送者希望通过中继的帮助与合法接收者建立安全通信，其中机密消息将对被动窃听者保密。我们考虑中继器和发射器之间的积极合作。中继器通过使用解码转发（DF）方案中继消息来帮助发送器。所提出的模型是一些现有的模型的推广和派生的可实现的完美的保密率进行比较的特殊情况。在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，数值结果也得到了验证.
2021-10-15 cs.IT math.IT
Strong Secrecy for Cooperative Broadcast Channels
被认为是一个广播信道（BC）的解码器合作，通过一个单侧链路。一个公共消息和两个私人消息被发送，并且对协作辅助用户来说，发送给协作用户的私人消息应该是保密的。保密级别是根据强保密性来衡量的，即，一个消失的信息泄漏。通过使用双仓的秘密消息的码本的信道可分辨性为基础的代码，并通过使用似然编码器来选择发送的码字的容量区域上的内界导出。内界被证明是紧的半确定性和物理退化的BC和相应的BC没有保密约束的结果进行比较。Blackwell和Gaussian BC示例说明了保密性对速率区域的影响。不像没有保密的情况下，通过合作链路共享信息的私人消息是最佳的，我们的协议只传达部分共同和非机密的消息。由于保密要求，这种限制比通常的速率损失更多地降低了传输速率。提供了一个例子来说明这种损失。
2019-05-28 cs.IT math.IT
Angle Aware User Cooperation for Secure Massive MIMO in Rician Fading Channel
大规模多输入多输出通信可以通过将无线电频率信号集中到合法用户来实现高级别的安全性。然而，如果窃听者将其自身定位成使得其信道与合法用户的信道高度“相似”，则该系统在莱斯衰落环境中是脆弱的。针对这一问题，提出了一种角度感知的用户协作（AAUC）方案，避免了直接向被攻击用户发送数据，而是依靠其他用户进行协作中继。该方案只需要窃听者的角度信息，并采用一个角度保密模型来表示被攻击系统的平均保密率。在此角度模型下，AAUC问题是非凸的，并提出了一个连续凸优化算法，该算法收敛于Karush-Kuhn-Tucker解。此外，一个封闭的形式的解决方案和Bregman一阶方法推导出的情况下，大规模的天线和大规模的用户，分别。对基于智能反射面的方案进行了扩展。仿真结果验证了所提出的基于逐次凸优化的AAUC算法的有效性，同时也验证了所提出的大规模优化算法的低复杂性。
2020-04-26 cs.IT math.IT
Interference Channels with Half-Duplex Source Cooperation
研究了高斯干扰信道下允许半双工信源协作的性能增益。源协作是{ \em带内}，这意味着每个源可以监听另一个源的传输，但是在源之间不存在独立（或正交）信道。半双工约束假设在每个时刻，源可以发送或侦听，但不能两者都做。我们的主要结果是一个表征的总和容量时，合作是双向的，信道增益是对称的。通过单向合作，我们基本上有一个认知无线电信道。通过要求主节点实现接近其链路容量的速率，辅节点的最佳可能速率被表征为在常数内。新的内部和外部边界的一部分，这些特征。
2014-02-04 cs.IT math.IT
The Gaussian Multiple Access Wiretap Channel with Selfish Transmitters: A Coalitional Game Theory Perspective
本文利用联盟博弈论研究自私发射机在高斯多址窃听信道中的合作问题，证明了退化场景下合作对全体发射机有利并给出唯一公平稳定的保密速率分配，同时分析了非退化场景下合作成立的条件。
2024-06-06 cs.IT math.IT
Adaptive Full-Duplex Jamming Receiver for Secure D2D Links in Random Networks
设备到设备（D2 D）通信提出了新的传输保密保护挑战，因为传统的物理层安全方法（诸如多天线和协作技术）由于其资源/大小约束而无效。全双工干扰接收机是一种很有前途的接收机，它在接收到所需信号的同时，发射干扰信号以迷惑窃听者。与现有的努力，假设FD干扰接收机总是提高保密性能相比，半双工（HD）接收机，我们表明，这种假设高度依赖于瞬时残留自干扰消除水平，可能是无效的。我们提出了一种自适应干扰接收器，在切换FD/HD模式下工作，用于随机网络中的D2 D链路。在保密中断概率约束下，优化收发机参数，如信号/干扰功率、保密率和模式切换准则，以最大化保密吞吐量。大多数优化操作都是离线进行的，只需要非常有限的在线计算就可以使该方案具有较低的复杂性。此外，一些有趣的见解，如保密吞吐量是一个准凹函数。数值结果验证了我们的理论研究结果，并显示其优越性相比，接收机工作在FD或HD模式。
2018-11-15 cs.IT math.IT
Exploring Relay Cooperation Scheme for Load-Balance Control in Two-hop Secure Communication System
研究了在两跳无线网络中，在不知道窃听者信道和位置信息的情况下，通过中继协作实现安全传输协议下中继间的负载均衡控制.现有的物理层保密框架下的两跳安全传输协议不能提供灵活的负载均衡控制，这严重限制了它们的应用范围。本文提出了一种在所有节点对之间的路径损耗相同的情况下的安全传输协议，其中中继是从$k$优先的辅助中继中随机选择的。该协议使得能够通过参数$k$的适当设置来灵活地控制中继之间的负载均衡，并且覆盖作为特殊情况的可用工作，如具有最优中继选择（$k=1$）的工作和具有随机中继选择（$k = n$，即系统节点的数量）的工作。理论分析进一步提供了一个网络可以容忍的窃听者的最大数量，通过应用所提出的协议，以确保所需的性能方面的保密中断概率和传输中断概率。
2012-12-29 cs.CR cs.IT cs.NI
Message and State Cooperation in a Relay Channel When the Relay Has Strictly Causal State Information
研究了一种状态依赖的中继信道，在该信道中，中继站有严格因果的信道状态信息，而源站和目的站没有状态信息。源和中继通过两个单向带外有限容量的正交链路连接，并且状态相关的无记忆信道在一侧连接源和中继，在另一侧连接目的地。经由正交链路，源可以将关于要被递送到目的地的消息的信息传送到中继，而中继可以将状态信息转发到源。这种交换使得源和中继之间能够在向目的地传输消息和状态信息时进行协作。首先，一个可实现的计划，受噪声网络编码的启发，提出了利用消息和状态的合作。其次，基于给定的可达速率和适当的上界，容量的结果，确定了一些特殊的情况。最后，高斯模型进行了研究，以及相应的数值结果，照亮状态和消息合作的相对优点。
2011-02-03 cs.IT math.IT
Multiple Access Channels with Generalized Feedback and Confidential Messages
本文研究了带广义反馈的多址信道上的保密通信问题。两个受信任的用户发送独立的机密消息给一个预期的接收者，在一个被动的窃听者的存在。在这种设置中，两个可信用户之间的主动合作，通过使用信道反馈，以提高通信效率。基于速率分裂和解码转发策略，推导出离散无记忆信道和高斯信道下的可达保密速率域。结果表明，信道反馈提高了可实现的保密率。
2007-06-26 cs.IT math.IT
Exploring Relay Cooperation for Secure and Reliable Transmission in Two-Hop Wireless Networks
研究了在两跳中继无线网络中，在不知道窃听者信道和位置信息的情况下，通过中继协作实现信息安全可靠传输的问题。以往的工作主要是研究无限网络及其渐近行为和缩放定律的结果，而本文主要研究一个更实际的网络有限个系统节点，并探讨了相应的精确结果窃听者的数目网络可以容忍，以确保所需的保密性和可靠性.我们首先研究的情况下，路径损耗是平等的所有对节点之间，并考虑两个传输协议，一个采用了最佳的，但复杂的中继选择过程，负载平衡能力较低，而其他采用随机的，但简单的中继选择过程，具有良好的负载平衡能力。然后提供理论分析，以确定一个网络可以容忍的窃听者的最大数量，以确保所需的性能方面的保密中断概率和传输中断概率。我们进一步扩展我们的研究，更一般的情况下，每对节点之间的路径损耗也取决于它们之间的距离，一个新的传输协议，更好的中继选择和良好的负载平衡，以及相应的理论分析。
2012-12-03 cs.CR cs.IT cs.NI
Asymmetric Transmitter Cooperation in Multiuser Wireless Networks: Achievable Rate Regions
在这项工作中，我们得出可实现的速率区域的三用户干扰信道与非对称发射机的合作和各种解码能力的接收机。三用户信道促进了发射机之间的消息共享的不同方式。我们介绍了两种自然的方式扩展单向消息共享的概念，从两个用户到三个用户-（i）累积的消息共享和（ii）主要的消息共享。此外，我们定义了几个认知干扰信道的解码能力的基础上的接收机。我们采用的编码技术，这是一个组合的叠加和Gel'fand-Pinsker编码技术，推导出一个可实现的速率区域的每个认知干扰信道。仿真结果，通过考虑高斯信道的情况下，使本文考虑的两个消息共享方案的视觉比较。它还提供了有用的见解的影响，在发射机的消息分裂和解码能力的接收机上的可实现的速率。
2011-02-22 cs.IT math.IT
The General Gaussian Multiple Access and Two-Way Wire-Tap Channels: Achievable Rates and Cooperative Jamming
考虑了一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）和高斯双向有线抽头信道（GTW-WT）。在GGMAC-WT中，多个用户在存在通过另一个GMAC接收其信号的窃听者的情况下与预期接收器通信。在GTW-WT中，两个用户通过共同的高斯信道相互通信，窃听者通过GMAC进行监听。定义了适合于这种多终端环境的保密措施，并为两个信道找到了可实现的保密率区域。对于这两种情况下，最大化可实现的保密和速率的功率分配确定。可以看出，最优策略可以阻止某些终端的传输，以保持系统的保密性。受此启发，提出了一种新的方案，\ital{cooperative jamming}，其中用户谁被阻止发送根据保密和速率最大化功率分配策略“干扰”窃听者，从而帮助其余的用户。该方案提高了可实现的保密和速率。总体而言，我们的研究结果表明，在多址接入的情况下，用户可以互相帮助，共同实现积极的保密率。换句话说，用户之间的合作对于实现系统的保密性是非常宝贵的。
2008-01-25 cs.CR cs.IT math.IT
Message and State Cooperation in a Relay Channel When Only the Relay Knows the State
研究了一种状态依赖的中继信道，在该信道中，中继站有严格因果的信道状态信息，而源站和目的站没有状态信息。源和中继通过两个单向的带外正交链路的有限容量连接，和状态相关的无记忆信道连接的源和中继，在一侧，和目的地，在另一侧。经由正交链路，源可以将关于要被递送到目的地的消息的信息传送到中继，而中继可以将状态信息转发到源。这种交换使得源和中继之间能够在向目的地传输消息和状态信息时进行协作。首先，提出了两个可实现的计划，利用消息和状态的合作。它示出的传输方案的启发，噪声网络编码比基于块马尔可夫编码和反向解码的策略执行得更好。其次，基于给定的可实现方案和适当的上界，对一些特殊情况下的容量结果进行了识别。最后，高斯模型进行了研究，以及相应的数值结果，照亮状态和消息合作的相对优点。
2014-07-13 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
Study of Opportunistic Cooperation Techniques using Jamming and Relays for Physical-Layer Security in Buffer-aided Relay Networks
本文研究了多输入多输出（MIMO）缓冲辅助中继网络中的机会中继和干扰协作机制。该网络由一个信源、任意数量的中继节点、合法用户和窃听者组成，并受物理层安全约束。我们提出了一个算法来选择一组中继节点来增强合法用户的传输，另一组中继节点来执行干扰的窃听。考虑中继间干扰（IRI），可以实现干扰消除，以帮助合法用户的传输。其次，IRI还可以用于进一步增加干扰信号对窃听者的危害程度。通过利用干扰信号可以存储在中继节点的事实，我们还提出了一种混合算法来设置一个信号干扰噪声比（SINR）阈值在节点，以确定存储在中继节点的信号的类型。通过这种分离，具有高SINR的信号作为常规中继系统被传递给用户，而低SINR性能信号作为潜在的干扰信号被存储。仿真结果表明，所提出的技术获得了显着的改进，在保密率比以前报道的算法。
2015-12-23 cs.IT math.IT
Energy Efficient Cooperative Strategies for Relay-Assisted Downlink Cellular Systems, Part I: Theoretical Framework
考虑认知对多个中继辅助基站传输的下行蜂窝系统能量效率的影响。该问题的动机是中继辅助解决方案在移动网络中的实际重要性，例如LTE-A，其中中继之间的合作有望大大提高系统的能量效率。我们研究了在基站的功耗和中继节点的合作和认知水平之间的根本权衡。通过将相同的消息分发给多个中继站，基站消耗更多的功率，但它使中继站之间的合作，从而使中继站之间的传输到目的地的多用户认知信道。由于干扰管理和相干合并增益，中继之间的协作允许用于从中继向终端用户发送的功率的降低。这些增益甚至在部分或单向发射机协作的情况下也存在，这是在认知信道（诸如认知干扰信道和具有认知中继的干扰信道）中的情况。因此，我们解决的问题，确定在继电器的最佳合作水平，从而导致最小的总功耗时，占由于认知的功率降低。一个实际的设计实例和数值模拟在配套文件（第二部分）。
2013-03-29 cs.IT math.IT
User Cooperation for IRS-aided Secure SWIPT MIMO Systems
在莱斯衰落信道中，当窃听者的角度方向与合法用户一致时，智能反射面（IRS）可以增强物理层的安全性。在这种情况下，我们考虑一个两阶段的通信系统下的主动攻击和被动窃听。特别地，在第一阶段中，基站避免直接发送给被攻击用户。在第二阶段，其他用户通过IRS和能量收集技术合作向被攻击用户转发信号。在主动攻击下，研究了统计级联信道误差模型下的中断约束波束形成设计问题，并利用伯恩斯坦型不等式求解。对于被动窃听，建立了平均保密率最大化问题，并给出了一个低复杂度的算法。数值结果表明，窃听者的信道误差的负面影响大于合法用户。
2021-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
The Approximate Capacity Region of the Gaussian Z-Interference Channel with Conferencing Encoders
考虑了两用户高斯Z干扰信道（GZIC），其中编码器通过具有有限容量的无噪声链路连接。在该设置中，在每个传输块之前，编码器通过协作链路彼此通信。信道的容量区域和总容量分别在每个用户1.71比特和总共2比特内被表征。它也建立了适当地共享合作链路之间的总有限的合作能力可以提高可实现的区域，即使相比的情况下，单向发射机合作无限的合作能力。为了得到的结果，基因辅助上限的总和容量和割集上的个别率的界限进行比较，可实现的速率区域。在干扰受限的制度，可实现的计划享有一个简单的类型的Han-Kobayashi信令，与迫零，和基本的中继技术。在噪声限制的制度，它示出，治疗干扰噪声实现的容量区域高达每个用户一个比特。
2010-05-27 cs.IT math.IT
Multi-terminal Strong Coordination subject to Secrecy Constraints
本文研究多址接入窃听信道下的安全多终端强协调问题，提出基于协调编码与窃听编码的可达速率区域，并在特殊条件下给出完整刻画，同时证明编码器间的 cribbing 协作可严格扩大可达速率区域。
2024-11-21 cs.IT math.IT
Separation Theorems for Phase-Incoherent Multiple-User Channels
研究了两个相关无记忆信源$(U,V)$在多用户相位异步信道上的传输。也就是说，我们考虑一类相位非相干多址中继信道（MARC）编码器之间的非因果和因果单向合作，称为相位非相干单向非因果合作MARC（PI-UNCC-MARC），和相位非相干单向因果合作MARC（PI-UCC-MARC）分别。我们还考虑相位非相干干扰信道（PI-IC），和干扰中继信道（PI-IRC）模型在同一上下文中。在所有情况下，假设输入信号由于信道而经历非遍历相移。作为一个现实的假设，假设这些偏移对于发射机是未知的，而对于接收机是已知的。为了可靠地发送相关的源到目的地所考虑的信道的必要条件和充分条件。特别地，对于所有信道模型，我们首先导出关于源熵内容定义的可靠通信的外边界（即，三重$(H(U|V),H(V|U),H(U,V))$）。然后，使用{ \em separate}信源和信道编码，在特定的增益条件下，我们建立了与内界相同的区域，因此获得了所研究的特定信道的可靠通信的严格条件。因此，我们建立了一个源通道分离定理，每个通道，并得出结论，没有知识的相移在发射机侧，分离是最佳的。它进一步阐明，分离一般是最佳的所有信道系数。
2011-10-13 cs.IT math.IT
On Secure Communication using RF Energy Harvesting Two-Way Untrusted Relay
我们专注于两个无线源节点希望通过RF能量收集不可信的双向中继交换机密信息的场景。尽管中继器在转发信息时进行了合作，但出于对中继器可能试图解码正在中继的机密信息的担忧，中继器被认为是不可信的。为了阻止中继的窃听意图，我们使用友好的干扰器。在总功率约束条件下，以最大化总保密率为目标，对信源和干扰机之间的功率进行最优分配，并计算最优功率分配比，以平衡中继站的能量收集和信息处理。我们进一步研究了不完善的信道状态信息在两个源的和保密率的影响。数值结果突出了干扰机在实现信道估计误差下的保密通信中的作用。我们已经表明，作为任何信道上的信道估计误差的增加，分配给干扰机的功率降低，以减轻干扰造成的机密信息接收由于干扰机的信号的不完善的消除。
2017-08-26 cs.IT cs.NI math.IT
Strongly Secure Communications Over the Two-Way Wiretap Channel
我们考虑在强保密准则下的双向窃听信道的安全通信问题。我们改进现有的结果，开发一个可实现的区域的基础上，利用在窃听者的终端和合法用户之间的合作的干扰的战略。我们利用多址接入信道的信道可分辨性的概念来分析合作干扰，我们表明，合作干扰所产生的人工噪声引起了一个共同的随机性，可用于秘密密钥协议的来源。我们说明了高斯双向窃听信道的情况下，这种编码技术提供的增益，我们显示了显着的改善，一些通道配置。
2012-04-10 cs.IT math.IT
Multiaccess Channel with Partially Cooperating Encoders and Security Constraints
我们研究了一个特殊的情况下，Willems的两个用户的多址信道与部分合作的编码器从安全的角度来看。这个模型与Willems的设置不同，因为只有一个编码器，编码器1，被允许参加会议;编码器2不发送任何消息，并且还有一个额外的被动窃听者，通信应该保密。对于离散无记忆（DM）情况，我们建立了容量模糊区域的内边界和外边界。内界是基于Willems的编码方案，噪声注入和额外的装箱，提供安全的随机化的组合。对于无记忆高斯模型，我们建立了保密容量的上下界。我们还表明，在某些条件下，这些界限同意在一些极端的情况下，编码器之间的合作。我们通过一些数值例子来说明我们的结果。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Improved Rate-Equivocation Regions for Secure Cooperative Communication
研究了一个简单的四节点网络，其中的合作提高了信息论保密性。该信道由两个窃听器、一个接收器和一个窃听器组成。一个或两个窃听者向接收者发送机密消息，而窃听者试图解码发送的消息。主要结果是推导出一个新的可实现的速率模糊区域，该区域被证明是大于由赖和El Gamal推导的中继窃听信道的速率模糊区域。当辅助信道的速率为零时，新的速率模糊区在窃听信道上退化为容量模糊区，因此，新的可扩展性方案可以看作是Csiszar和Korner提出的一种编码方案的推广。该结果可以自然地与Tang等人给出的速率模糊区域（对于干扰辅助的秘密通信）相结合，产生甚至更大的可实现的速率模糊区域。
2011-02-17 cs.IT math.IT
Novel Outer Bounds and Capacity Results for the Interference Channel with Conferencing Receivers
本文研究了有限容量会议链路中协作接收机的两用户干扰信道的容量界。这种通信场景的已知容量结果仅限于单侧IC的极少数特殊情况。在分析这种合作网络的主要挑战之一是如何建立有效的容量外边界。本文应用新技术，提出了一种新的具有会议用户的集成电路容量外界。使用外边界，几个新的容量结果证明了有趣的信道与单向合作，在强干扰和混合干扰制度。事实上，会议链路（在接收机之间）可以用于向一个接收机提供关于其相应信号或其非相应信号（干扰信号）的信息。作为一个显着的结果，它表明，这两种策略可以帮助实现的通道的容量。最后，对于高斯IC的情况下，它是数学上表明，我们的外界是严格紧比以前的一个由Wang和Tse。
2015-12-16 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom for the MIMO Wire-tap Channel with a Multi-antenna Cooperative Jammer
研究了多天线协作干扰下的多天线窃听信道。特别地，安全自由度（s.d.o.f.）利用发射机处的$N_t$天线、合法接收机处的$N_r$天线以及窃听者处的$N_e$天线，针对协作干扰机处的天线数量$N_c$的所有可能值，建立该信道的所有可能值。在确定结果时，需要分别考虑$N_c$的几个不同范围。这些范围的$N_c$的下限和上限推导，并示出是紧的。所开发的可扩展性技术依赖于各种信令、波束成形和对准技术，这些技术根据每个终端处的天线的（相对）数量以及s.d.o.f.是整数值。具体而言，它表明，无论何时s.d.o.f.是整数值，用于传输和协作干扰的高斯信令、在发射机和协作干扰机处的线性预编码以及在合法接收机处的线性处理足以实现s.d.o.f.的渠道。相比之下，当s.d.o.f.不是整数，可实现的方案需要依赖于发射机和协作干扰机处的结构化信令，以及联合信号空间和信号尺度对准。通过结合允许发射机和合作干扰机之间充分合作的上界与利用保密性和可靠性约束的另一个上界来建立逆。
2015-12-22 cs.IT math.IT
Helper-Assisted Coding for Gaussian Wiretap Channels: Deep Learning Meets PhySec
University of Texas at Arlington（阿灵顿得克萨斯大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出利用深度学习和密码学工具设计显式短块长编码，以提高高斯窃听信道中发射端与助手的合作安全性及信息保密性。
2026-01-28 cs.IT math.IT
