基于版本信息年龄的语义保密区域分析
Version Age-of-Information-based Semantic Secrecy Region Analysis
- Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）
- Harbin Institute of Technology (Shenzhen)（哈尔滨工业大学（深圳））
- Linköping University（林雪平大学）
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AI总结：
本文提出基于版本信息年龄的语义保密区域分析方法，通过三节点窃听信道建模和二维马尔可夫链推导闭式表达式，实现传输概率与功率控制的联合优化，显著扩大保密区域。
AI中文摘要：
本文研究了无线状态更新系统中使用版本信息年龄（VAoI）的语义保密性。我们使用三节点窃听信道对信息更新与机密性之间的基本权衡（合法目的地与窃听者之间的语义不对称）进行建模。为了评估保密性能，我们引入了语义保密区域（SSR）的概念，并从几何角度对其进行分析。通过建立二维马尔可夫链，我们推导了目的地平均VAoI和窃听者处语义不对称概率的闭式表达式。这些结果使得传输概率和功率控制的联合优化成为可能。对于瑞利衰落信道，我们刻画了最优SSR边界和功率分配。数值结果验证了我们的分析，表明与固定功率基准相比，优化的功率分配显著扩大了保密区域。
英文摘要：
This paper investigates semantic secrecy in wireless status-update systems using Version Age of Information (VAoI). We model the fundamental tradeoff between informative updates and confidentiality (semantic asymmetry between the legitimate destination and the eavesdropper) using a three-node wiretap channel. To evaluate secrecy performance, we introduce the concept of a semantic secrecy region (SSR) and analyze it from a geometrical perspective. By developing a two-dimensional Markov chain, we derive closed-form expressions for the destination's average VAoI and the probability of semantic asymmetry at the eavesdropper. These results enable the joint optimization of transmission probability and power control. For Rayleigh fading channels, we characterize the optimal SSR boundary and power allocation. Numerical results validate our analysis, showing that optimized power allocation significantly enlarges the secrecy region compared with fixed-power benchmarks.
