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
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
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
Performance Analysis of Dual-Hop Underwater Wireless Optical Communication Systems over Mixture Exponential-Generalized Gamma Turbulence Channels
在这项工作中，我们提出了一个统一的框架的性能分析的双跳水下无线光通信（UWOC）系统的放大和转发固定增益中继气泡和温度梯度的存在下。在外差检测或强度调制与直接检测下操作，UWOC由统一混合指数-广义伽马分布建模，该分布是我们基于在室内实验室设置中进行的实验提出的，并且已被证明在所考虑的实验室信道场景下提供与测量数据的极好拟合。更具体地说，我们推导出的累积分布函数（CDF）和概率密度函数的端到端的信号噪声比（SNR）在确切的封闭形式的二元福克斯的H函数。基于此CDF表达式，我们提出了新的结果的基本性能指标，如中断概率，平均比特出错率（BER）的各种调制方案，和遍历容量。此外，在高信噪比下的中断概率和平均误码率得到了非常严格的渐近结果在简单的功能。此外，我们证明了双跳UWOC系统可以有效地减轻短距离和温度梯度和气泡引起的干扰，相比，单UWOC链路。所有的结果都通过基于计算机的Monte-Carlo模拟进行了验证。
2020-07-05 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
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 Rate Maximization with Outage Constraint in Multihop Relaying Networks
在本文中，我们研究了在多跳无线网络中的安全传输与随机转发（RaF）中继，在存在随机分布的窃听。通过考虑自适应编码器与开关传输（OFT）计划，我们研究的窃听码和路由策略的最佳设计，以最大化的保密率，同时满足保密中断概率（SOP）的约束。我们推导出窃听码的最佳速率参数的精确表达式。然后对经典的Bellman-Ford算法进行了改进，解决了安全路由问题。仿真结果验证了我们的分析。
2017-10-29 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
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
Optical Wireless Transmissions over Multi-layer Underwater Channels with Generalized Gamma Fading
水下光通信（Underwater Optical Communication，UWOC）是一种潜在的解决方案，可在海洋和水下应用中提供高数据率、低延迟和高可靠性的传输。最近的测量活动表明广义伽玛分布作为一个可行的模式，海洋湍流。在本文中，我们分析了一个UWOC系统的性能，通过建模的垂直水下链路作为一个多层级联的信道，每个分布根据独立但不相同的分布（i.ni.d.）广义Gamma随机变量，并考虑瞄准误差的零瞄准模型。我们推导出概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的组合信道的信噪比（SNR）的解析表达式，并开发所考虑的UWOC系统使用中断概率，平均比特出错率（BER），遍历容量的性能指标。我们还推导出了中断概率和平均误码率的渐近表达式，以确定建议系统的分集阶数，以便更好地了解系统性能。我们使用蒙特卡罗模拟结果来验证我们的精确和渐近表达式，并证明了所考虑的水下UWOC系统使用基于测量的参数数据湍流海洋通道的性能。
2022-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of RIS-Assisted Dual-Hop Mixed RF-UWOC Systems
研究了一种可重构智能水面辅助的双跳混合射频水下无线光通信系统的性能。RIS是一种新兴的低成本技术，旨在增强接收信号的强度，从而改善系统性能。在所考虑的系统设置中，地面源不具有与给定海洋浮标的可靠的直接链接，并且通过安装在建筑物上的RIS与其通信。特别地，浮标充当将信号发送到水下目的地的中继器。在这种情况下，中断概率（OP），平均出错率（ABER）和平均信道容量（ACC）的解析表达式推导出假设固定增益放大转发（AF）和解码转发（DF）中继协议在海洋浮标。此外，渐近分析的OP和ABER进行，以获得进一步的见解，从分析框架。特别是，系统的分集阶数推导出来，它取决于RF链路参数和UWOC链路的检测方案。最后，它表明，RIS辅助系统可以有效地提高混合双跳RF-UWOC系统的性能。
2020-11-18 cs.IT cs.PF 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
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
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
On the Secrecy Outage Capacity of Physical Layer Security in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统的物理层安全问题。LS-MIMO中继系统的优势被用来提高无线安全性和频谱效率。特别是，短拦截距离引起的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息（CSI）两种情况下，研究了不完全CSI对两种典型中继系统的影响，放大和转发（AF）和解码和转发（DF）系统，并获得显式表达式的保密中断能力的两种情况。最后，数值结果验证了我们的理论结论.
2014-01-14 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
Performance Analysis of UAV-based Mixed RF-UWOC Transmission Systems
在本文中，我们研究了混合射频-水下无线光通信（RF-UWOC）系统的性能，其中无人机（UAV），作为一个低空移动空中基站，通过固定增益放大转发（AF）或解码转发（DF）中继传输信息到自主水下航行器（AUV）。我们的分析占影响系统性能的主要因素，如无人机的高度，气泡，温度梯度，水的盐度变化，和检测技术。采用固定增益AF中继和DF中继，我们推导出一些关键性能指标的封闭式表达式，例如，中断概率（OP）、平均出错率（ABER）和平均信道容量（ACC）。此外，为了得到进一步的见解，渐近分析的OP和ABER也进行了。仿真结果表明，无人机飞行高度对系统性能有影响，存在一个最优飞行高度，使得系统的最小OP值最小。它表明，多样性秩序的固定-增益AF中继和DF中继分别由RF链路和UWOC链路的检测技术确定。
2020-11-18 cs.IT cs.PF 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
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
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
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
Robust Power Allocation and Outage Analysis for Secrecy in Independent Parallel Gaussian Channels
本文研究了具有不确定窃听者信道状态信息（CSI）的并行独立高斯信道。首先，我们评估了零保密率在这个系统中的概率（i）给定的瞬时信道条件和（ii）瑞利衰落的情况下。其次，当非零保密是在低信噪比制度下实现的，我们的目标是解决一个强大的功率分配问题，最大限度地减少在目标保密率的中断概率。我们绑定的中断概率，并得到一个线性分式规划，考虑到窃听CSI的不确定性，同时在并行信道上分配功率。利用问题结构有效地解决了这个优化问题。我们发现该方案有效的不确定窃听CSI与传统的功率分配方案相比。
2015-12-30 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Outage and Diversity Analysis of Multiple Cooperative Source-Destination Pairs
我们研究的物理层安全的多个源-目的地（SD）对共存的无线网络中面对窃听者，窃听者打算窃听的SD对发送的信号。为了保护无线传输免受窃听，我们提出了一个合作框架依赖于两个阶段。具体地，在第一阶段开始时，选择SD对以使用适当设计的方案来访问总的分配频谱。在第一阶段期间，其他源节点（SN）依靠正交方式同时向上述SD对的SN发送它们的数据。然后，在第二阶段中，所选择的SD对的SN将包含其自己的消息和其他SN的消息的数据分组发送到其专用的目的地节点（DN），该目的地节点继而将经由核心网络将所有其他DN的数据转发到应用中心。我们设想一个特定的SD对选择方案，称为发射天线选择辅助源-目的地对选择（TAS-SDPS）。我们推导出的TAS-SDPS的保密中断概率（SOP）的表达式，以及传统的循环源-目的地对选择（RSDPS）和非合作（非合作）计划进行比较。此外，我们进行了保密分集增益在高主窃听比（MER）区域的分析，表明TAS-SDPS方案是能够实现最大可达到的保密分集阶数。
2019-07-30 cs.IT math.IT
On the Secrecy Unicast Throughput Performance of NOMA Assisted Multicast-Unicast Streaming With Partial Channel Information
本文考虑了下行单小区非正交多址接入（NOMA）网络与均匀部署的用户，而混合组播和单播业务的情况下考虑。在保证组播业务服务质量（QoS）的前提下，对组播中断和保密单播吞吐量性能进行了评估。特别是，两种类型的部分信道状态信息（CSI），即不完美的CSI和基于二阶统计量（SOS）的CSI，研究的分析框架。对于这两种情况，除了基于SOS的CSI中的保密单播吞吐量的近似仅涉及两个用户之外，还推导出了组播中断概率和保密单播吞吐量的封闭形式近似。仿真结果表明，在组播中断概率方面，两种情况下考虑的NOMA方案均优于传统的正交多址接入（OMA）方案，而在保密单播吞吐量方面，NOMA方案在较好的条件下优于OMA方案（高信噪比（SNR）），但是在差的条件下（低SNR）不如OMA方案。此外，这两种情况下取得了类似的性能，除了NOMA方案与不完美的CSI获得更大的秘密单播吞吐量比基于SOS在高信噪比条件下。最后，所提供的数值结果也证实了这两种情况下的组播中断概率和保密单播吞吐量的近似值匹配良好的Monte Carlo模拟。
2018-10-23 cs.IT math.IT
On the Secrecy Performance of SWIPT Receiver Architectures with Multiple Eavesdroppers
物理层安全（PLS）已被证明是一个新的范例，为确保无线链路的承诺。与传统的加密技术相比，PLS方法利用无线信道中的随机衰落来提供链路安全性。由于信道动态防止合法终端之间的恒定速率的安全通信，可实现的保密速率的中断概率被用作保密性能的度量。这项工作调查的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统，它在存在多个窃听者，也有能量收集能力的情况下运行的保密中断概率。由于窃听者共谋而导致的保密性能损失，即，还分析了在窃听者之间共享信息以解码秘密消息。我们推导出封闭形式的表达式为Nakagami- $m$衰落的链路和不完善的信道估计在接收机的保密中断概率。我们的分析认为，不同的组合的分离和集成的SWIPT接收器架构的接收器。数值结果验证了我们的分析。
2018-05-04 cs.IT math.IT
EMF-Constrained Artificial Noise for Secrecy Rates with Stochastic Eavesdropper Channels
针对随机窃听信道，在EMF暴露约束下优化ε中断保密速率，提出闭式SOP计算与凸优化迭代方法，发现BS与UE人工噪声影响随约束严格程度变化。
2023-12-22 cs.IT math.IT
Outage Constrained Secrecy Rate Maximization Using Cooperative Jamming
我们考虑一个高斯MISO窃听信道，其中一个多天线源与一个单天线目的地在一个单天线窃听者的存在。通信是由多天线助手协助，充当干扰窃听者。每个辅助器独立地将位于信道的零空间中的噪声发送到目的地，因此不对目的地产生干扰。假设窃听者信道的不确定性，我们推导出源信号的最佳协方差矩阵，使保密率最大化的中断概率和功率约束。假设窃听信道服从零均值高斯模型，且协方差已知，推导了系统中断概率的封闭形式。仿真结果支持的分析。
2012-09-18 cs.CR cs.IT math.IT
Novel Outage-Aware NOMA Protocol for Secrecy Fairness Maximization Among Untrusted Users
针对频谱高效安全非正交多址接入（NOMA）的重要意义，提出了一种新的服务质量（QoS）感知的安全NOMA协议，该协议最大化了非可信用户之间的保密公平性。考虑到一个基站（BS）和两个用户，一种新的解码顺序的设计，提供安全的两个用户。以保证用户间的保密公平性为目标，在满足用户QoS需求的同时，在基站发射功率预算约束下，研究了最大保密中断概率（SOP）的最小化问题.得到了线对中断概率（POP）和使POP最小的最优功率分配（PA）的闭式表达式。为了分析保密性能，推导了两个用户的SOP的解析表达式，并利用广义凸性的概念解决了各个SOP最小化问题。在低计算复杂性下，从保密公平性的角度得到了一个全局最优解，并得到了严格的近似解.数值结果提出了有用的见解，全球优化PA，确保保密公平性，并提供约55.12%，69.30%，和19.11%的性能增益，分别相比，固定PA和个人用户的最佳PA。最后，提出了一种安全公平性能和QoS需求之间的折衷方案。
2021-03-31 cs.IT eess.SP math.IT
Limited Feedback Scheme for Device to Device Communications in 5G Cellular Networks with Reliability and Cellular Secrecy Outage Constraints
在本文中，我们提出了一个设备到设备（D2D）通信场景下的蜂窝网络，其中D2D和蜂窝用户（CU）是离散的功率速率系统与有限的反馈从接收机。假设存在想要窃听从基站（BS）到CU的信息传输的对手。由于D2D通信与蜂窝网络共享相同的频谱，因此必须考虑交叉干扰。然而，当考虑保密容量时，由D2D通信引起的干扰可以通过混淆窃听者来帮助改进保密通信。由于两个系统共享相同的频谱，因此必须考虑交叉干扰。我们将所提出的资源分配公式化为优化问题，其目标是在平均传输功率约束下，在存在蜂窝通信的情况下最大化D2D对的平均传输速率。对于蜂窝网络，我们要求在没有D2 D通信的情况下有最小平均可实现保密率，以及在有D2 D通信的情况下有最大保密中断概率，这是应该满足的。由于高复杂度的凸优化方法，以解决所提出的优化问题，我们采用粒子群优化（PSO），这是一种进化的方法。此外，我们的模型和研究的反馈信道的误差和信道分布信息（CDI）的不确定性，使用参数和非参数的方法。最后，通过仿真研究了不同系统参数对该方案性能的影响。所提出的计划的性能进行评估，使用不同的情况下的数值结果。
2017-08-26 cs.IT math.IT
On the Design of Secure Non-Orthogonal Multiple Access Systems
本文提出了一种新的设计非正交多址接入（NOMA）的保密考虑。我们专注于一个NOMA系统，其中一个发射机发送机密消息给多个用户在一个外部窃听者的存在。研究了解码顺序、传输速率和分配给每个用户的功率的最优设计。考虑到实际的被动窃听的情况下，窃听者的瞬时信道状态是未知的，我们采用的保密中断概率作为保密度量。我们首先考虑的问题，最小化的传输功率受到保密中断和服务质量的约束，并推导出封闭形式的解决方案，这个问题。然后，我们探讨了最大化的最小机密信息率的用户之间的秘密中断和发射功率约束的问题，并提供了一个迭代算法来解决这个问题。我们发现，在所研究的问题中的保密中断约束不改变NOMA的最佳解码顺序，和一个应该增加分配给用户的功率，其信道是相对较差的保密约束变得更加严格。最后，我们展示了NOMA的优势，在正交多址在研究问题的分析和数值。
2017-05-23 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis over Correlated Composite Generalized-Gamma Fading Channels
University of Rome Tor Vergata（罗马第二大学）；McGill University（麦吉尔大学）；King Saud University（沙特国王大学）
本文针对相关复合广义Gamma衰落信道的物理层安全问题，推导了相关保密性能指标的闭式表达式，验证了衰落参数对保密性能的影响，为该类信道的物理层安全分析提供了理论支撑。
2026-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
Probabilistically Robust SWIPT for Secrecy MISOME Systems
本文考虑了多输入单输出（MISO）下行链路系统中的同时无线信息和功率传输（SWIPT），该系统由一个多天线发射机、一个单天线信息接收机（IR）、多个多天线窃听器（Eves）和多个单天线能量收集接收机（ER）组成。其主要目标是保持合法用户的可实现的保密率中断的概率，以及ER的收获能量中断所造成的信道状态信息（CSI）的不确定性低于一些规定的阈值。众所周知，保密率中断约束提出了一个重要的分析和计算挑战。消除能量收集（EH）中断约束只会加剧这一挑战。在本文中，我们解决这个具有挑战性的问题，使用凸约束的方法，然后证明产生秩一最佳波束形成的解决方案。数值结果表明了所提出格式的有效性。
2016-08-30 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis for Downlink Transmissions in the Presence of Randomly Located Eavesdroppers
我们分析了空间（泊松）分布窃听器（ED）的假设下，基站采用发射天线选择（TAS），以提高保密性能的无线网络的下行链路中的保密中断概率。我们比较了接收用户设备（UE）在半双工（HD）模式和全双工（FD）模式下操作的情况。在后一种情况下，UE同时接收预期的下行链路消息并发送干扰信号以加强保密性。我们研究了两种（半）被动窃听模型：（1）ED独立行动和（2）ED合谋拦截传输的消息。对于这两种模型，我们获得了用于HD和FD UE操作的下行链路中的保密中断概率的表达式。HD系统的表达式具有非常精确的近似或精确形式的基本和/或特殊功能的所有路径损耗指数。与FD系统相关的那些对于一般的路径损耗指数具有精确的积分形式，而对于特定的指数给出精确的闭合形式。一个封闭形式的近似也来自FD的情况下，勾结ED。所得到的分析表明，在用于TAS的天线的数量中，保密中断概率的减少是对数的，并且识别了在UE处应当使用HD操作而不是FD干扰的条件。这些性能趋势和系统参数之间的精确关系可以用于开发实际中的自适应功率分配和双工操作方法。在本文中间接提到了这样的技术的示例。
2017-01-04 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
On Secure Mixed RF-FSO Systems With TAS and Imperfect CSI
在这项工作中，我们分析了由多输入多输出射频（RF）链路和自由空间光（FSO）链路组成的双跳中继系统的保密中断性能，而多天线窃听者通过解码从资源节点接收到的信号来窃听机密信息。RF和FSO链路的信道状态信息（CSI）被认为是过时的。我们提出了三个发射天线选择（TAS）计划，以提高所考虑的系统的保密性能。分析了不同TAS方案的秘密中断性能，研究了错位和检测技术对混合系统秘密中断性能的影响。推导了非理想信道状态下Málaga信道的概率密度函数和累积分布函数的封闭表达式。然后推导了Nakagami- $m$和Málaga信道上合法接收端等效信噪比的CDF和PDF的封闭表达式。此外，推导了不同TAS方案的保密中断概率的下界。此外，利用Meijer的$G$ -函数的展开，研究了当FSO链路的电信噪比趋于无穷大时SOP的渐近结果。最后，通过Monte-Carlo仿真验证了分析的正确性。结果表明，过时的CSI表现出强烈的影响的秘密中断性能。此外，增加天线的数量在源不能显着提高所考虑的系统的保密性能。
2020-03-28 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
Secure Outage Analysis of FSO Communications Over Arbitrarily Correlated Málaga Turbulence Channels
在本文中，我们分析了更现实的窃听场景的自由空间光通信（FSO）的保密中断性能，其中的主链路和窃听链路是相关的。FSO衰落信道由著名的Málaga分布建模。导出了保密中断概率（SOP）和非零保密容量概率（PNZSC）等保密性能指标的精确表达式，并对SOP进行了渐近分析。所得结果揭示了信道相关性对自由空间光通信的影响。与直觉相反，随着相关性的增加，保密中断性能表现出非单调行为。更具体地，随着相关性在某个范围内增加，存在用于实现目标SOP的SNR损失。然而，当相关性进一步增加超过某个阈值时，SOP性能显著提高。
2021-03-12 cs.IT cs.SY eess.SY
Secure Transmission for Relay Wiretap Channels in the Presence of Spatially Random Eavesdroppers
我们提出了一个安全的传输方案的中继窃听信道，其中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。我们假设源端配备了多个天线，而中继端、目的端和窃听端都配备了一个天线。在所提出的方案中，除了信息信号，源发送人工噪声信号，以混淆窃听者。以最大化中继窃听信道的保密吞吐量为目标，推导了传输中断概率的封闭表达式和保密中断概率的易于计算的表达式。使用这些表达式，我们确定最佳的功率分配因子和窃听码速率，保证最大的保密吞吐量，同时满足保密中断概率约束。此外，我们研究了源天线数量对保密吞吐量的影响，表明在源处添加额外的发射天线会显著增加保密吞吐量。
2015-09-24 cs.IT 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
Secrecy Outage Analysis of Energy Harvesting Relay-based Mixed UOWC-RF Network with Multiple Eavesdroppers
研究了双跳水下光通信射频网络在多个窃听者通过射频链路入侵的情况下的物理层安全性能。水下源和目的地之间的中间解码和转发中继节点将光信号转换为电形式，并在中继器从系统内的集成功率信标收集的能量的帮助下将其重新传输到目的地节点。源到中继链路（UOWC）遵循混合指数广义Gamma湍流与指向错误损害，而所有其余的链路（RF）进行$κ-μ$阴影衰落。关于入侵者的类型，这里考虑两种情况，即，合谋（\textit{Scenario-I}）和非合谋（\textit{Scenario-II}）的窃听者和安全中断概率的解析表达式，严格正保密容量的概率，和有效的保密吞吐量推导出封闭的形式为每个场景。此外，UOWC和RF信道参数以及检测技术对保密容量的影响进行了论证，在此之后，对所考虑的两种情况进行了比较，表明窃听者之间的勾结对保密吞吐量造成了最有害的威胁，但是在目的地和功率信标节点处采用分集以及外差检测可以获得更好的保密级别，而不是强度调制和直接检测技术。最后，所有推导出的表达式通过蒙特卡罗模拟证实。
2023-02-20 cs.IT eess.SP math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink Untrusted NOMA Under Practical SIC Error
针对接收端不完美SIC导致残余干扰且用户不可信的下行NOMA系统，提出RI模型并推导两用户SOP解析表达式及高信噪比近似，数值验证了理论结果。
2023-08-17 cs.IT eess.SP math.IT
Closed-Form Expressions for Relay Selection with Secrecy Constraints
一个机会中继选择的基础上瞬时知识的信道被认为是增加对窃听者的安全性。推导了协作网络采用解码转发（DF）和放大转发（AF）策略时的平均保密率和中断概率的封闭表达式。这些技术证明了分析和仿真结果。
2010-04-08 cs.IT math.IT
Secret Key Generation from Sparse Wireless Channels: Ergodic Capacity and Secrecy Outage
本文研究了从互易无线信道生成秘密密钥的问题。特别是，我们认为在宽带制度和稀疏的秘密密钥容量的影响，表现出稀疏结构的无线信道。我们分两步来探讨这个问题。首先，我们研究了状态相关离散无记忆多源密钥生成问题。源的状态捕获信道稀疏性的效果。其次，我们考虑了一个无线信道模型，该模型捕获了信道稀疏性和合法用户信道与窃听者信道之间的相关性。这种依赖性可以显著地减少秘密密钥容量。根据系统的时延要求，考虑了两个性能指标：（i）遍历秘密密钥容量和（ii）中断概率。我们表明，在宽带制度时，采用白色的探测序列，稀疏的信道可以实现更高的遍历秘密密钥率比丰富的信道可以。对于中断性能，我们表明，如果用户产生的秘密密钥在遍历容量的一小部分，中断概率将呈指数衰减的信号带宽。此外，通过更丰富的通道实现更大的指数。
2012-08-18 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Transmission on Block Fading Channels: Theoretical Limits and Performance of Practical Codes
我们考虑一个系统，其中代理（爱丽丝）的目的是在一组并行通道上向第二个代理（鲍勃）发送消息，同时通过使用物理层安全技术将其从第三个代理（夏娃）保密。我们假设Alice完全知道Bob的信道集合，但她对Eve的信道只有统计知识。我们得出的界限上实现中断保密率，考虑编码内每个通道或所有并行通道。发射功率适应于信道条件，对整个传输的平均功率有约束。我们还专注于可以实现的最大累积中断保密率。此外，为了评估在现实生活中的情况下的性能，我们考虑使用实际的纠错码。在出错率目标和中断概率的基础上，将以前应用于单个加性高斯白噪声信道的安全间隙和模糊率的定义扩展到瑞利分布并行信道。这些指标的界限也来自，考虑到并行通道的统计。数值结果，确认所考虑的物理层安全技术的可行性。
2014-10-26 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink RIS-NOMA Networks with On-Off Control
本研究针对RIS辅助NOMA下行网络，在外部和内部窃听场景下推导了保密中断概率的近似与渐近表达式，并分析了分集阶数和系统吞吐量，验证了其相比OMA和传统协作方案具有更优的保密性能。
2024-03-17 cs.IT cs.PF math.IT
