Secure Routing in Multihop Wireless Ad-hoc Networks with Decode-and-Forward Relaying
在本文中，我们研究了在随机分布的窃听者存在的多跳无线ad-hoc网络中的安全路由问题。具体而言，窃听者的位置被建模为一个齐次泊松点过程（PPP）和源-目的地对是由中间中继使用解码和转发（DF）策略的协助。我们分析表征的物理层安全性能的任何选择的多跳路径使用端到端的安全连接概率（SCP）的合谋和非合谋窃听。为了便于找到一个有效的解决方案，安全路由，我们得到准确的近似SCP。基于SCP近似，我们研究了安全路由问题，它被定义为寻找具有最高SCP的多跳路径。采用改进的Bellman-Ford算法，以分布式方式寻找最优路径。仿真结果表明，所提出的安全路由方案达到了几乎相同的性能穷举搜索。
2015-12-26 cs.IT math.IT
Large-Scale MIMO Relaying Techniques for Physical Layer Security: AF or DF?
在本文中，我们考虑了一个大规模的多输入多输出（LS-MIMO）中继系统，其中信息源发送消息到其预期的目的地的辅助下，LS-MIMO中继，而一个被动窃听者试图拦截中继转发的信息。利用大规模天线阵列的优势来提高频谱效率并增强无线安全性。特别是，短距离拦截所带来的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在中继站没有窃听者信道状态信息和不完全合法信道状态信息的情况下，对两种经典的中继技术，放大转发（AF）和解码转发（DF）。此外，渐近分析进行这样的LS-MIMO中继系统的保密性能提供清晰的见解。我们表明，在大的发射功率下，AF是一个更好的选择比DF从保密性能和实现复杂性的角度来看，并证明存在一个最佳的发射功率在中等制度，最大限度地提高保密中断容量。
2015-05-12 cs.IT math.IT
Relay-Aided Secure Broadcasting for Visible Light Communications
考虑可见光通信广播信道，其中发射器灯具在外部窃听者存在的情况下与两个合法接收器通信。部署多个可信协作半双工中继照明器以帮助保护传输的数据。发射器配备有单个灯具，包含多个发光二极管，接收节点配备有单个光电探测器，将所考虑的设置呈现为单输入单输出系统。传输受到幅度约束，以保持在发光二极管的动态范围内操作。在这种幅度约束下，推导出了多接收器窃听信道的可扩展保密率区域，首先是没有中继的直接传输，然后是多中继方案：合作干扰，解码转发和放大转发。在发射机和中继器处使用具有统一信令的叠加编码。此外，对于每个中继方案，在中继节点处仔细设计安全波束成形向量，以便伤害窃听者和/或使合法接收器受益。所提出的中继方案，与安全的波束成形，在直接传输的优势。它还表明，最佳的中继方案取决于窃听者是如何远离发射机和中继，中继的数量，以及它们的几何布局。
2019-01-11 cs.IT cs.NI eess.SP
Multihop RIS-Assisted FSO-RF System Over Double Generalized Gamma Fading
可重构智能表面（RIS）是一种很有前途的技术，以避免信号阻塞，通过创建虚拟的视线（LOS）连接的自由空间光学（FSO）和射频（RF）无线系统。本文考虑了一种混合的FSO-RF系统，通过在两条链路中使用多个RI进行多跳传输来扩展通信范围。我们开发的概率密度函数（PDF）和累积密度函数（CDF）的信号噪声比（SNR）的级联信道，考虑双广义伽马（dGG）湍流与指向错误的FSO链路和dGG分布模型的信号衰落的RF。我们推导出精确的封闭式表达式的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量使用解码和转发（DF）中继的混合系统。我们还提出了渐近分析的性能在高信噪比政权描绘的影响，信道参数的多样性秩序的系统。我们使用计算机模拟来演示系统和信道参数对RI辅助多跳传输的影响。
2021-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Security Analysis in Multicasting over Shadowed Rician and α-μ Fading Channels: A Dual-hop Hybrid Satellite Terrestrial Relaying Network
在这个5G技术时代，对高数据率的不断增长的需求导致研究人员开发混合卫星-地面（HST）网络作为传统蜂窝地面系统的替代。由于HST网络遭受的掩蔽效应，可以通过采用地面中继策略来减轻，在这项工作中，我们专注于无线组播通过HST中继网络（HSTRN），其中一个卫星发送消息到多个地面节点通过多个中继下的窃听多个窃听者的努力。我们关心的是保护组播消息被窃听利用著名的机会主义中继技术。我们认为卫星链路遵循阴影莱斯衰落，而地面链路经历α-μ衰落。HSTRN模型的保密性能是通过推导非零保密组播容量、遍历保密组播容量和安全中断概率的封闭形式的组播概率表达式来实现的。利用派生的表达式，我们分析了如何可以保持一个完美的保密水平，尽管恶劣的信道条件，也提出了一个保密权衡中继，多播用户和多个窃听者的数量。最后，数值分析证实通过蒙特卡罗模拟。
2021-07-03 cs.IT math.IT
Performance of Dual-Hop Relaying for OWC System Over Foggy Channel with Pointing Errors and Atmospheric Turbulence
大气湍流和指向误差对无线光通信的影响是一个重要的研究课题。然而，对于地面无线通信的室外环境中由于随机雾引起的信号衰落的研究仍然有限。在本文中，我们分析了解码和转发（DF）中继的性能下的随机雾，指向误差，和大气湍流的综合影响下，可忽略的视线（LOS）的直接链接。我们考虑一个广义模型的端到端的信道具有独立的和不相同的分布（i.ni.d.）指向误差、伽马分布衰减系数的随机雾、双广义伽马（DGG）大气湍流以及源和目的地之间的不对称距离。推导了随机雾、指向误差和大气湍流（FPT）信道联合作用下的信噪比（SNR）密度和分布函数，以及随机雾和指向误差（FP）联合作用下的SNR分布函数。使用导出的统计结果，我们提出的中断概率，平均SNR，遍历率，平均比特出错率（BER）的FP和FPT信道的OWC系统参数的解析表达式。我们还开发了简化和渐近性能分析，以提供对系统行为的洞察分析各种实际相关的情况下。我们展示了OWC性能上的信道损伤和指向错误的相互影响，并表明中继系统提供了显着的性能改善相比，直接传输，特别是当指向错误和雾变得更加明显。
2021-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
Security versus Reliability Analysis of Opportunistic Relaying
当从源到目的地的主链路具有比从源到窃听者的窃听链路更好的传播条件时，物理层安全正在成为保护合法用户之间的无线通信免受窃听的有前途的范例。在本文中，我们确定和分析的安全性和可靠性的无线通信中存在的窃听攻击之间的权衡。典型地，主链路的可靠性可以通过增加源的发射功率（或降低其数据速率）以降低中断概率来提高，这不幸地增加了窃听者通过窃听链路成功拦截源消息的风险，因为当使用更高的发射功率（或更低的数据速率）时，窃听链路的中断概率也降低。我们的特点的安全性可靠性权衡（SRT）的传统的直接传输从源到目的地的窃听者的存在下，其中的安全性和可靠性量化的拦截概率窃听者和在目的地经历的中断概率，分别。为了提高SRT，我们提出了机会中继选择（ORS）和量化可达到的SRT改善后，增加中继的数量。结果表明，给定最大可容忍的拦截概率，我们的ORS计划的中断概率接近零$N \to \infty$，其中$N$是中继的数量。相反，给定最大可容忍中断概率，我们的ORS方案的拦截概率趋于零$N \to \infty$。
2013-11-23 cs.CR 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
Network Simplification for Secure AF Relaying
我们考虑一类高斯分层网络，其中源通过L个中间中继层与目的地通信，每层中有N个节点，存在单个窃听者，该窃听者可以偷听最后一层中节点的传输。对于这样的网络，我们解决的问题：什么比例的最大安全可达速率可以保持，如果只有一小部分可用的中继节点在每一层中使用？特别地，我们提供了当使用每层中的所有N个中继器时以及当在每层中仅使用k个（1 <= k < N）中继器时的最佳安全AF之间的加性和乘性间隙的上界。我们发现，渐近（在源功率），加性间隙增加最多与比率N/k和L的几何，和相应的乘法间隙增加最多与比率N/k和L的平方。据我们所知，这项工作提供了第一个表征的网络简化的性能在分层放大转发中继网络中存在的窃听。
2016-07-01 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
Secure Transmission and Self-Energy Recycling for Wireless-Powered Relay Systems with Partial Eavesdropper Channel State Information
研究了具有不完全窃听信道状态信息（ECSI）的无线中继系统的安全传输问题。为了实现高效的能量传输和信息中继，提出了一种新的两阶段协议，其中中继器工作在全双工（FD）模式，以实现同时的无线功率和信息传输。与现有协议相比，该协议具有两个主要优点：1）充分利用中继的硬件资源（天线单元），提供更高的保密率; 2）在中继端实现自能量回收（S-ER），将FD操作产生的干扰（LI）回收用于信息中继。为了最大化最坏情况下的保密率（WCSR），通过联合设计的源和中继波束形成器与功率分配比，一个优化问题，制定。这个公式化的问题被证明是非凸的，解决它的挑战是如何同时解决波束形成器和功率分配比。为了应付这个困难，提出了一种替代方法，将原问题转化为三个子问题。通过迭代求解这些子问题，得到了原问题的鲁棒波束形成器和功率分配比的封闭解。仿真结果表明，基于S-ER的安全传输方案的WCSR增益最大可达80%，优于传统的基于时间切换的中继（TSR）方案;同时，该方案的WCSR性能也优于仅使用一根接收天线的方案。
2017-12-29 cs.IT math.IT
I/Q Imbalance Aware Nonlinear Wireless-Powered Relaying of B5G Networks: Security and Reliability Analysis
物理层安全被认为是在存在窃听者的情况下确保超5G（B5 G）网络安全的有希望的范例。在本文中，我们阐述了一个易于处理的分析框架，以评估无线供电的解码和转发（DF）多中继网络的可靠性和安全性。在所考虑的系统中，考虑了非线性能量采集器、同相和正交相位不平衡（IQI）和信道估计误差（CEE）。为了进一步提高安全性能，提出了两种中继选择策略：1）次优中继选择（SRS）; 2）最优中继选择（ORS）。具体来说，中断概率（OP）和拦截概率（IP）的精确解析表达式推导出封闭形式。对于IP，我们认为窃听者可以窃听来自源或中继的信号。为了获得更多有用的见解，我们进行了渐近分析和多样性的订单在高信噪比（SNR）制度下的非理想和理想条件下的OP。数值结果表明：1）虽然发射机（TX）/接收机（RX）的幅度/相位的失配限制了OP性能，但它可以增强IP性能; 2）大量中继产生更好的OP性能; 3）由于CEE，OP存在错误平层; 4）OP和IO存在折衷以获得可靠性和安全性之间的平衡。
2020-06-06 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Swarm UAV-assisted Communications with Cooperative Friendly Jamming
提出了一种适用于集群无人机（UAV）辅助的放大转发（AF）中继网络的协同友好干扰框架。由于无人机的能量有限，我们开发了一个协作的时间切换中继协议，允许无人机合作收获无线能量，中继信息，并干扰窃听者。为了评估保密率，我们推导出两种流行的检测技术在窃听者的保密中断概率（SOP），即，选择合并和最大比率合并。蒙特卡洛模拟，然后使用验证理论SOP推导，并显示所提出的框架的有效性SOP相比，传统的放大和转发中继系统。使用导出的SOP，可以获得工程见解，以优化能量收集时间和群中无人机的数量，以实现给定的保密保护级别。在这项工作中得出的分析SOP也可以在未来的无人机安全通信优化（例如，无人机的位置）。作为一个例子，我们提出了一个案例研究，以找到最佳的走廊定位群，以尽量减少系统SOP。
2021-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of Low-Altitude UAV-Enabled Secure AF Relaying with Cooperative Jamming and SWIPT
提出了一种新的协同安全无人机（UAV）辅助传输协议，其中源（Alice）在地面窃听者（Eve）存在的情况下，通过能量受限的UAV安装放大转发（AF）中继向目的地（Bob）发送机密信息。我们采用目的地辅助协同干扰（CJ），以及同时无线信息和功率传输（SWIPT）在无人机安装中继，以提高物理层安全（PLS）和传输可靠性。假设一个低空无人机，我们推导出连接概率（CP），保密中断概率（SOP），瞬时保密率，和平均保密率（ASR）的建议协议在空-地（AG）信道，这是建模为莱斯衰落与仰角相关的参数。通过仿真，我们验证了我们的理论结果，并证明显着的性能改善，我们的协议相比，传统的传输协议与地面中继和基于无人机的传输协议，没有目的地辅助干扰。最后，我们评估了不同的系统参数和不同的无人机的位置对所提出的协议的ASR的影响。
2019-06-17 cs.IT eess.SP 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
Cooperative Jamming for Secure Communications in MIMO Relay Networks
在传统的中继系统中，窃听者会阻碍安全通信。提出了两跳中继网络中的协作干扰策略，窃听者可以窃听中继信道的两个跳。在这些方法中，中继网络中通常不活动的节点可以被用作合作干扰源来迷惑窃听者。线性预编码方案进行了调查的两种情况下，通过解码和转发（DF）中继传输单个或多个数据流，假设全球信道状态信息（CSI）是可用的。对于单数据流传输的情况，我们推导了封闭形式的干扰波束形成器和相应的最优功率分配。提出了一种基于广义奇异值分解（GSVD）的多数据流安全中继方案。通过几何规划的最优功率分配GSVD中继方案。在此基础上，提出了一种基于GSVD的协同干扰方案，与无干扰方案相比，该方案在保密率方面有明显的提高。此外，本文还研究了窃听者具有未知CSI的情况。仿真结果表明，中继网络中的非活动节点参与协作干扰后，保密率得到了显著提高。
2011-07-08 cs.IT math.IT
Secrecy Energy Efficiency Maximization for UAV-Enabled Mobile Relaying
研究了无人机支持的移动中继系统的保密能量效率（SEE）最大化问题，在存在潜在窃听者的情况下，利用高机动性无人机协助将机密信息从地面源传递到合法的地面目的地，并阻断直接链路.我们的目标是通过在有限的时间范围内联合优化通信调度、功率分配和无人机轨迹，最大限度地提高无人机的SEE。所制定的问题是一个混合整数非凸优化问题，是具有挑战性的最优解决。为了使问题易于处理，我们将问题分解为三个子问题，并提出了一个有效的迭代算法，交替优化的子问题。此外，本文还考虑了两种特殊情况作为基准。仿真结果表明，与基准相比，所提出的设计方案显著提高了无人机的SEE
2018-07-12 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
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
Optimal Power Allocation and Secrecy Sum Rate in Two-Way Untrusted Relaying
在本文中，我们研究了保密性能的双向中继之间的多天线基站（BS）和一个单天线移动用户（MU）的存在下，多天线友好干扰（FJ）。我们认为不可信的中继场景中的放大转发中继既是一个必要的助手和潜在的窃听者。为了最大限度地提高瞬时保密和速率，我们推导出新的封闭形式的解决方案的最优功率分配（OPA）的情况下，中继友好干扰（WFJ）的BS和MU之间。基于OPA解，导出了瑞利衰落信道下各态历经保密和速率（ESSR）的新的封闭表达式。此外，我们明确地确定高信噪比斜率和功率偏移的ESSR突出友好干扰的好处。数值例子证明了FJ的位置和天线数量对保密性能的影响。
2017-09-05 cs.CR cs.IT 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 Capacity Scaling in Large Cooperative Wireless Networks
我们调查大型无线网络的安全约束。与以前的工作中考虑的点对点，干扰受限的通信，我们提出了主动协作中继为基础的计划。我们考虑一个网络与$n_l$合法节点，$n_e$窃听者，路径损耗指数$α\geq 2$。只要$n_e^2(\log(n_e))^γ=o(n_l)$，对于一定的正$γ$，我们证明了可以得到无界安全的聚合速率.这意味着零成本安全通信，给定整个网络的固定总功率约束。我们实现这一结果，通过（i）使用Wyner随机编码器和串行（多级）块马尔可夫方案的源，与中继和（ii）中继作为一个虚拟的多天线应用波束成形对窃听。我们的简单的并行（两级）中继方案可以实现相同的无界安全聚合速率时，$n_e^{\fracα{2}+1}(\log(n_e))^{γ+δ(\fracα{2}+1)}=o(n_l)$保持，一些积极的$γ,δ$。最后，我们研究了改进（损害合法节点）的窃听实现在一个大型的合作网络的情况下，共谋的信息泄漏率。我们再次表明，零成本的安全通信是可能的，如果$n_e^{(2+\frac{2}α)}(\log n_e)^γ=o(n_l)$持有，对于一些积极的$γ$，即，在共谋的情况下，与非共谋的情况相比，可以容忍稍少的窃听者。
2015-02-28 cs.CR 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
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
Terahertz Meets Untrusted UAV-Relaying: Minimum Secrecy Energy Efficiency Maximization via Trajectory and Communication Co-design
无人机（UAV）和太赫兹（THz）技术被设想在下一代无线通信中发挥至关重要的作用。在本文中，我们提出了一种新的安全的无人机辅助移动中继系统工作在太赫兹频段的数据采集从多个地面用户设备（UE）对目的地。我们假设，无人机安装的中继可能会采取行动，除了提供中继服务，作为一个潜在的窃听者称为不可信的无人机中继（UUR）。为了保障端到端通信的安全，我们提出了一种安全的两阶段传输策略与合作干扰。然后，我们设计了一个优化框架方面的一个新的措施$-$保密能源效率（SEE），定义为可实现的平均保密率的平均系统功耗的比率，这使我们能够获得尽可能最好的安全级别，同时考虑到UUR的固有的飞行功率限制。为了所有UE之间的服务质量公平性，我们的目标是最大限度地提高最小SEE（MSEE）的性能，通过联合设计的关键系统参数，包括UUR的轨迹和速度，通信调度，和网络功率分配。由于制定的问题是一个混合整数非凸优化和计算上难以处理的，我们将其解耦成四个子问题，并提出替代算法来解决它有效地通过贪婪/顺序块连续凸逼近和非线性分式规划技术。数值结果表明，显着的MSEE性能改善我们的设计相比，其他已知的基准。
2022-02-08 cs.CE cs.IT cs.NI
On Secrecy Performance of Mixed α-η-μ and Malaga RF-FSO Variable Gain Relaying Channel
随着第五代（5G）网络标准化的完成，研究人员已经开始设想以人为中心的第六代（6 G）网络。因此，与5G网络类似，除了高数据率之外，提供保密性和隐私性将成为无线研究界关注的中心。为了支持超越5G（B5 G）和6 G的愿景，在本文中，我们提出了一个安全的射频（RF）-自由空间光（FSO）混合框架下的窃听者在RF跳的尝试。我们假设的RF链路进行α-eta-μ衰落，而FSO链路表现出一个统一的马拉加湍流模型与指向误差。的保密性能进行评估，推导出三个保密度量，即平均保密容量，安全中断概率，和概率的非零保密容量的单变量和双变量Meijer的G和福克斯的H函数的表达式。我们进一步利用这些表达式来演示衰落，大气湍流和指向误差的影响，并显示两种检测技术（即外差检测（HD）和强度调制与直接检测（IM/DD））之间的比较，清楚地揭示了更好的保密性可以实现与HD技术相对于IM/DD方法。在RF和FSO跳广义衰落模型的列入提供了统一的几个经典的情况下，作为特殊情况，从而表现出更通用的性质相对于现有的文献。最后，通过Monte-Carlo模拟证实了所有的分析结果。
2021-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Multiple RIS-Assisted Mixed FSO-RF Transmission Over Generalized Fading Channels
针对混合FSO-RF多跳系统，研究采用多个单元件RIS及DF/FG中继，在dGG、阴影、湍流与指向误差模型下推导SNR统计、中断和BER性能，并通过仿真验证。
2023-07-16 cs.IT eess.SP math.IT
Opportunistic Relay Selection over Generalized Fading and Inverse Gamma Composite Fading Mixed Multicast Channels: A Secrecy Tradeoff
多径效应和阴影效应的同时出现会严重影响真实无线多播场景的保密性能。为了解决这一安全威胁，在这项工作中，提出了一个机会主义的中继为基础的双跳无线组播框架，在该框架中，源发送机密信息的一堆接收器下，通过中间中继窃听多个窃听者的尝试。两种情况下，即非视线（NLOS）和视线（LOS）通信以及乘法和LOS阴影被认为是其中第一种情况下假设的eta-mu和eta-mu/逆伽马（IG）复合衰落信道和后一个如下kappa-mu和kappa-mu/IG复合衰落信道作为源中继和中继接收机的以及窃听者的链路，分别。秘密分析是通过推导三个常见的保密措施，即安全中断概率组播，概率非零保密组播容量，遍历保密组播容量的封闭形式的表达式。我们进一步利用这些表达式来观察所有系统参数的影响，这些参数通过Monte-Carlo模拟再次得到证实。我们的观察表明，可以建立一个秘密的中继和接收器，窃听器和阴影参数的数量之间的权衡，以保持可接受的安全级别，通过减少衰落，阴影，组播接收器和窃听器的数量的不利影响。
2021-12-08 cs.IT math.IT
On the Intercept Probability and Secure Outage Analysis of Mixed ($α$-$κ$-$μ$)-shadowed and Málaga Turbulent Model
本文研究了由源、中继、目的和窃听者组成的双跳RF-FSO DF中继网络的保密性能。我们假设窃听者位于目的地附近，并偷听中继器发送的光信号。RF和FSO链路经历（$α$ - $κ$ - $μ$）阴影衰落和具有指向误差的统一马拉加湍流。通过推导安全中断概率（SOP）、严格正保密容量（SPSC）和截获概率（IP）的解析表达式，研究了混合系统的保密性能。此外，我们也推导出渐近SOP，SPSC，和IP后，利用Meijer的G函数展开的FSO链路的电SNR趋于无穷大。最后，Monte-Carlo模拟证实了解析表达式。我们的结果表明，衰落，阴影，检测技术（即，外差检测（HD）和强度调制和直接检测（IM/DD））、大气湍流和指向误差显著地影响保密性能。此外，更好的性能，获得利用HD技术在目的地相对于IM/DD技术。
2021-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Rate-Splitting for Secrecy Sum-Rate Enhancement in Multi-antenna Broadcast Channels
在本文中，我们采用协作速率分裂（CRS）技术，以提高多输入单输出（MISO）广播信道（BC）的秘密和速率（SSR），由两个合法用户和一个窃听者，在所有节点上提供完美的信道状态信息（CSI）。对于基于三节点中继信道的CRS，发送端基于速率拆分（RS）将合法用户的消息拆分并编码为公共流和私有流。以最大化SSR为目标，建议CRS策略机会主义地要求中继合法用户转发其解码的公共消息。在传输过程中，窃听者一直默默地窃听。为了确保安全传输，公共消息用于双重目的，既用作期望消息又用作人工噪声（AN），而与传统AN设计相比不消耗额外的发射功率。在考虑总功率约束和物理层（PHY）安全性的前提下，基于顺序凸近似（SCA）算法求解非凸SSR最大化问题，对预编码器和时隙分配进行联合优化。仿真结果表明，该CRS安全传输方案优于现有的多用户线性预编码（MU-LP）和协作非正交多址接入（C-NOMA）策略。因此，CRS是增强多天线BC系统中的PHY安全性的有前景的策略。
2020-06-03 cs.IT eess.SP math.IT
Opportunistic Relay in Multicast Channels with Generalized Shadowed Fading Effects: A Physical Layer Security Perspective
由于无线信道的衰落和遮蔽的同时存在，通过无线多播网络的普通传输受到极大的阻碍，可以通过适当地利用传播介质的随机属性来增强安全传输。本研究的重点是利用这些属性，以提高物理层安全（PLS）性能的双跳无线多播网络在kappa-mu阴影衰落信道下的窃听尝试多个窃听。为了提高系统的保密性，在多个中继节点中采用最优中继节点选择策略。通过对多播中继网络的非零保密容量概率、安全中断概率和遍历保密容量的解析表达式进行数学建模，对多播中继网络的性能进行了分析。利用这些表达式，系统参数，即，研究了衰落、阴影、天线数目、目的接收器、窃听器和中继对保密性能的影响。数值结果表明，衰落和阴影所造成的不利影响，可以显着减轻著名的机会中继技术。此外，该模型统一了几个经典模型的保密性分析，从而表现出巨大的通用性比现有的作品。
2021-11-14 cs.IT 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
Secrecy Rate of the Cooperative RSMA-Aided UAV Downlink Relying on Optimal Relay Selection
协作速率分裂（CRS）方案，提出了从传统的速率分裂（RS），并依赖于转发的中继用户的RS消息的一部分。在保密性增强方面，已经表明，CRS优于其非合作对应的两个用户的多输入单输出（MISO）广播信道（BC）。考虑到6 G的大规模连接需求，我们将现有的安全两用户CRS框架推广到多用户框架，其中必须选择最高安全性的用户作为中继节点。本文研究了在有外部窃听者存在的情况下，多天线无人机基站（UAV-BS）为一组用户提供服务的无人机辅助下行链路网络中最大化最坏情况保密率（WCSR）的问题。我们考虑一个实际的情况下，只有不完美的信道状态信息的前夕是在UAV-BS。因此，我们提出了一种鲁棒的安全资源分配算法，该算法通过联合优化安全中继用户选择（SRU S）和网络参数分配问题（包括RS发送预编码器、消息分裂变量、时隙共享和功率分配）来最大化WCSR。为了避免由此产生的非凸性，由于由SRUS施加的离散变量，我们提出了一个两阶段的算法，其中SRUS和网络参数分配在两个连续的阶段完成。关于SRUS，我们研究了集中式和分布式协议。另一方面，为了联合优化网络参数分配，我们采用序贯参数凸近似（SPCA）算法。我们的数值结果表明，所提出的解决方案显着优于现有的基准广泛的网络负载的WCSR。
2022-10-08 cs.IT eess.SP math.IT
Rateless Nested Lattice Codes for Secure Cooperative V2X Broadcast over Fading and Erasure Channels
Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)（阿米尔卡比尔理工大学）；University of British Columbia (UBC)（不列颠哥伦比亚大学）
针对V2X广播中时变衰落、擦除和窃听问题，提出结合无速率Raptor格码、嵌套格物理层安全与区块链信任管理的协作中继框架，显著降低中断概率并有效抵御窃听。
2026-10-05 cs.IT math.IT
A Reputation-based Stackelberg Game Model to Enhance Secrecy Rate in Spectrum Leasing to Selfish IoT Devices
研究了向未授权物联网（IoT）设备的协作频谱租赁问题，以考虑这些设备的潜在自私行为。提出了一种用于频谱租赁的分布式博弈论框架，其中授权用户可以自愿将其频谱接入的一部分出租给未授权的IoT设备，并且作为回报，IoT设备提供合作服务，首先通过添加故意干扰来增强授权用户的信息保密性以保护他们免受潜在的窃听者的攻击，其次通过合作中继来提高通信质量。使用基于信誉的机制来监控潜在自私IoT设备的协作行为，以使主要用户仅与可靠的IoT设备进行交互。仿真结果表明，使用所提出的基于信誉的方法，通过减少来自自私的物联网设备的攻击的可能性，提高了主用户的保密率。因此，该模型可以为移动物联网设备的频谱租赁提供实用的解决方案，同时确保频谱所有者所需的通信质量和信息保密性。
2018-02-16 cs.IT math.IT
