On the Throughput of Secure Hybrid-ARQ Protocols for Gaussian Block-Fading Channels
本文的重点是一个信息理论研究的可靠的数据包通信的重传协议下的保密性约束。重新访问的混合自动重传请求（HARQ）协议的块衰落窃听信道，其中两个合法的用户在块衰落信道中的存在下，一个被动的窃听者拦截的传输通过一个独立的块衰落信道进行通信。在该模型中，发射机经由无差错公共信道从合法接收机获得1比特ACK/NACK反馈。通过联合考虑信道编码、保密编码和重传协议，研究了安全HARQ协议的可靠性和保密性。特别是，基于良好的Wyner码序列的重复时间分集（RTD）和增量冗余（INR）协议的错误和保密性能进行了研究，这确保了机密消息被成功解码的合法接收机，并保持在一个给定的信道实现集的窃听者完全无知。本文首先说明了存在一个良好的速率兼容的Wyner码族，确保安全的INR协议。接下来，两种类型的中断概率，连接中断和保密中断概率的定义，以表征合法通信链路的可靠性和相对于窃听者的链路的机密性之间的权衡。对于一个给定的连接/保密中断概率对，安全HARQ协议的可实现的吞吐量块衰落信道。最后，渐近分析和数值计算表明HARQ协议的吞吐量和保密性的好处。
2007-12-26 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
Closed-Form Expressions for Secrecy Capacity over Correlated Rayleigh Fading Channels
在信道状态信息完全可用的前提下，研究了相关瑞利衰落信道上的窃听保密通信。基于信息论公式，我们推导出封闭形式的平均保密容量和中断概率的表达式。仿真结果证实了我们的解析表达式。
2010-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
On the Design of Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission in Slow Fading Channels
本文研究了慢衰落信道中人工噪声辅助的安全多天线传输系统的设计。主要的设计问题包括发射功率分配和窃听码的速率参数。我们考虑具有不同复杂度水平的两种情形：i）设计参数被选择为对于所有传输是固定的，ii）它们基于来自预期接收器的瞬时信道反馈而被自适应地调整。在这两种情况下，我们提供了明确的设计解决方案，以实现最大的吞吐量受到保密约束，由最大允许的保密中断概率。然后，我们得出准确的近似值的最大吞吐量在这两种情况下，在高信噪比区域，并提供新的见解，为实现更高的安全级别的额外的功率成本，同时保持指定的目标吞吐量。最后，对自适应传输相对于非自适应传输的吞吐量增益进行了量化和分析。
2013-01-20 cs.IT math.IT
Security Performance Analysis of Physical Layer over Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$ Fading Channels
在这封信中，Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$衰落信道的物理层安全性能分析的影响。特别是，平均保密容量（ASC），安全中断概率（SOP），下限的SOP（SOP $^L$），严格正安全容量（SPSC）推导出精确的封闭式表达式。Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$衰落信道是由Nakagami- $m$分布表示的多径/阴影衰落的合成。此外，它提供了更接近实际测量比广义$K$（$K_G$）衰落信道的结果。为了验证我们的分析，数值结果肯定了蒙特卡罗模拟。
2018-05-19 cs.IT math.IT
Fundamental Scaling Laws of Covert Communication in the Presence of Block Fading
Manning College of Information and Computer Sciences, University of Massachusetts at Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校曼宁信息与计算机科学学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Massachusetts at Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校电气与计算机工程系）
本文研究块衰落信道下隐蔽通信的基本标度律，推导了$n$次信道使用中可隐蔽传输比特数的渐近结果，并刻画了最优检测器性能，给出了匹配的可达性与逆结果。
2026-09-22 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Artificial Noise over Fading Channels: Achievable Rate and Optimal Power Allocation
研究了衰落信道中多天线传输的保密通信问题。发射机同时向预定接收机发送信息承载信号，并向窃听者发送人工噪声。我们得到了一个可实现的保密率的解析封闭形式的表达式，并使用它作为目标函数，以优化信息信号和人工噪声之间的发射功率分配。我们的分析和数值结果表明，平等的权力分配是一个简单的情况下，非合谋窃听接近最佳的策略。当合谋窃听者的数量增加时，应该使用更多的功率来产生人工噪声。我们还提供了一个上界的信号噪声比（SNR）以上的可实现的保密率是积极的，并表明，该界是紧在低信噪比。此外，我们认为不完善的信道状态信息（CSI）在发送器和接收器的影响，并发现这是明智的，创造更多的人工噪声来混淆窃听者比增加信号强度的预期接收器，如果CSI不准确获得。
2010-06-30 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
On the Delay Limited Secrecy Capacity of Fading Channels
本文在两种不同的假设条件下，研究了平坦衰落信道下的延迟受限保密容量。第一种情况假设完美的先验知识的主要和窃听信道增益。在这里，上界和下界的安全延迟有限的能力推导和示出是紧在高信噪比（SNR）制度（广泛的一类信道分布）。在第二种情况下，假设只有主信道CSI在发射机处可用。值得注意的是，在这个假设下，我们建立了严格的延迟约束下的非零安全速率（广泛的一类信道分布）的可扩展性。在这两种情况下，我们的可验证性参数是基于一个新的两阶段的方法，克服了早期作品中观察到的保密中断现象。
2009-05-01 cs.CR cs.IT math.IT
Semantic Noise Aided Secure Image Transmission over MIMO Fading Channels
School of Integrated Circuits (School of Information Science and Electronic Engineering), Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学集成电路学院（信息科学与电子工程学院））；School of Microelectronics, Shanghai University（上海大学微电子学院）；Shanghai Frontier Innovation Research Institute（上海前沿创新研究院）；Faculty of Applied Sciences, Macao Polytechnic University（澳门理工学院应用科学系）；School of Electronic Engineering and Computer Science, Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院电子工程与计算机科学学院）；Department of Electronic Engineering, Kyung Hee University（庆熙大学电子工程系）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Delaware（特拉华大学电气与计算机工程系）
针对MIMO衰落信道上的安全图像传输问题，提出语义噪声生成网络和收发波束成形优化，在保证合法用户高质量重建的同时干扰窃听者。
2026-06-29 cs.IT math.IT
On the Information Leakage Performance of Secure Finite Blocklength Transmissions over Rayleigh Fading Channels
本文研究瑞利衰落信道下有限块长窃听系统的平均信息泄露性能，推导精确与近似结果，揭示其与保密中断概率的关系，并提出低复杂度块长优化方法。
2024-01-20 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
Capacity of Backscatter Communication under Arbitrary Fading Dependence
我们分析了反向散射通信系统中前向链路和后向链路之间的任意相关性的影响。具体来说，我们量化的积极和消极的影响，这些衰落链路之间的依赖信道容量，使用Copula理论。这种方法的好处是突出了基于皮尔逊相关系数的线性相关的经典框架，这也进行了分析。结果表明，对于一个固定的发射功率预算，容量增长与正相关，以及在低信噪比（SNR）制度的衰落的严重程度。相反，衰落相关性在高SNR状态下变得无关紧要。
2021-05-28 cs.IT math.IT
Secure Broadcasting
将Wyner的窃听信道扩展到并行广播信道和多接收机衰落信道。在本文的第一部分中，我们考虑了一个发送者，多个预期的接收者和一个窃听者的并行广播信道的设置。我们研究的情况下，发送者广播一个共同的消息或独立的消息，以预期的接收器。我们推导出上界和下界的共同消息保密能力，这是一致的，当用户被降级。对于独立消息的情况，我们建立了当用户身份降级时的保密和容量。在本文的第二部分中，我们将我们的结果衰落信道：完美的信道状态信息的所有预期的接收机是全球已知的，而窃听者信道是已知的只有她。对于共同的消息的情况下，一个有点令人惊讶的结果被证明：一个积极的速率可以独立于预期的接收机的数量。对于独立消息，提出了一种机会传输方案，该方案在接收者数目较大的情况下实现了保密和容量。我们的研究结果表明，快速衰落信道模型。块衰落模型的扩展进行了讨论。
2007-02-16 cs.IT math.IT
Covert Communication in Fading Channels under Channel Uncertainty
块衰落信道下的隐蔽通信系统被认为是用户的经验，他们的信道知识的不确定性。发射机试图通过利用合法的公共通信链路来隐藏对私人用户的隐蔽通信，而管理员试图通过使用辐射计来检测这种隐蔽通信。我们推导出辐射计最佳阈值的精确表达式，它决定了监护人检测器的性能极限。此外，对于给定的传输中断的限制，合法和隐蔽用户的可达到的速率进行了分析，同时保持一个特定的水平的隐蔽性。我们的数值结果说明了如何实现的性能受到信道的不确定性和所需的隐蔽性水平。
2017-03-07 cs.IT math.IT
On the Performance of Multihop-Intervehicular Communications Systems over n*Rayleigh Fading Channels
研究了具有再生中继和非再生中继的多跳车间通信系统的性能。我们认为所谓的“n* 瑞利分布”作为一个足够的多径衰落信道模型的车辆到车辆的通信场景。我们推导出一种新的近似中断概率的最大比合并（MRC）分集接收。此外，我们分析了衰落的数量和优化的功率分配的调查情况。数值结果表明，再生系统是更有效的比非再生系统时，级联阶数（n）是小的，然而，对于大的n，我们的研究结果表明，这两种中继技术的性能是相当相似的。
2016-09-01 cs.IT math.IT
A New Framework for the Performance Analysis of Wireless Communications under Hoyt (Nakagami-q) Fading
我们提出了一个新的圆形和非圆形复高斯随机变量的分布之间的关系。具体而言，我们表明，分布的平方范数的非圆形复高斯随机变量，通常被称为平方霍伊特分布，可以从条件指数分布。从这个基本的连接，我们介绍了一种新的方法，霍伊特变换方法，允许分析霍伊特（Nakagami-q）衰落下的无线链路的性能在一个非常简单的方式。我们说明，许多性能指标霍伊特衰落可以计算利用众所周知的瑞利衰落的结果，只执行有限范围积分。我们使用这种技术，以获得新的结果，在霍伊特衰落信道的一些信息和通信理论的度量。
2015-05-05 cs.IT math.IT
Secure Communication Via an Untrusted Non-Regenerative Relay in Fading Channels
我们研究了一个中继网络，其中源可以潜在地利用一个不可信的非再生中继，以增加其直接传输的机密消息到目的地。由于中继是不可信的，因此希望保护机密数据免受其影响，同时利用它来增加传输的可靠性。我们首先研究的保密中断概率（SOP）的网络，假设一个单天线中继，并计算三种不同的方案：直接传输，而不使用中继，传统的非再生中继，和合作干扰的目的地的确切SOP。随后，我们进行了渐近分析的SOP，以确定在不同的操作制度的最佳政策。然后，我们推广到多天线中继的情况下，研究中继天线的数量对保密性能的影响。最后，我们研究的情况下，中继只有一个单一的RF链，这需要一个天线选择方案，我们表明，与所有的天线被使用的情况不同，在一定条件下，天线选择的合作干扰方案提供了分集优势的接收机。数值结果验证了理论预测的首选传输策略。
2013-02-05 cs.IT math.IT
Further Applications of Wireless Communication Systems over $α-η-κ-μ$ Fading Channels
本文分析了$α-η-κ-μ$衰落信道下无线通信系统的一些应用。研究了基于能量检测的频谱感知的有效率、检测概率和接收机特性曲线下面积的平均值。此外，还提出了一种高精度截断$α-η-κ-μ$衰落条件概率密度函数无穷和的方法。为此，新的数学上容易处理的精确表达式推导福克斯的$H$ -功能（FHF）。的渐近行为也解释，以赚取进一步了解衰落参数对系统性能的影响。数值计算结果和蒙特卡罗模拟之间的比较，以验证我们的分析的有效性。
2019-09-16 cs.IT math.IT
Effective capacity of communication systems over $κ$-$μ$ shadowed fading channels
本文研究了广义$κ$ - $μ$阴影衰落信道下通信系统的有效容量。利用广义双变量Meijer- $G$函数推导出了一种新的精确有效容量的解析表达式。为了直观地揭示系统和信道参数对有效容量的影响，我们还推导出了渐近高信噪比状态下有效容量的封闭式表达式。结果表明，有效容量是信道衰落参数$κ$和$μ$以及阴影参数$m$的单调递增函数，而当时延约束为$θ\rightarrow \infty$时，有效容量衰减为零.
2015-07-20 cs.IT 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
Unified Framework for the Effective Rate Analysis of Wireless Communication Systems over MISO Fading Channels
本文提出了一个统一的框架，有效的速率分析在任意相关和不一定相同的多输入单输出（MISO）衰落信道，它使用矩生成函数（MGF）的方法和H变换表示。所提出的框架有可能简化繁琐的分析过程相比，概率密度函数（PDF）为基础的方法。此外，在两个特定的衰落情况下的有效速率进行了研究，即独立的，但不一定相同的分布式（i.n.i.d.）MISO超Fox H衰落信道和任意相关广义K衰落信道。这两种情况下的精确分析表示。通过代入相应的参数，可以得到瑞利、Nakagami-m、Weibull/Gamma和广义K衰落信道下的有效速率。此外，渐近近似所提出的H变换和MGF为基础的方法，以及有效率超过i.n.i.d. MISO超福克斯的H衰落信道。仿真结果表明了该方法的有效性。
2016-12-12 cs.IT math.IT
Unified Analysis and Optimization of D2D Communications in Cellular Networks Over Fading Channels
本文提出了一种新的方法来建模和分析下行蜂窝网络与设备到设备（D $2$ D）传输。由于H变换理论，在基于随机几何的蜂窝网络建模和分析中从未考虑过的分类，在一般衰落信道中的信号噪声干扰比（SINR）分析的解析实施例是统一的。建议的框架有可能，由于福克斯的H功能的通用性，显着简化繁琐的分析程序和表示D $2$ D和蜂窝覆盖，同时包含那些以前推导出的所有已知的简单和复合衰落模型。通过利用它的易处理性，发达国家的统计机械发起调查共存的D $2$ D和蜂窝通信的最佳设计。我们提出了新的覆盖感知功率控制结合机会接入控制，以最大限度地提高区域频谱效率（ASE）的D $2$ D通信。仿真结果证实了所提出的优化框架在蜂窝通信覆盖概率，平均D $2$ D发射功率，和ASE的D $2$ D通信在不同的衰落模型和链路和网络级动态方面实现的性能增益。
2018-04-12 cs.IT math.IT
Polar Coding for Secure Transmission and Key Agreement
Wyner关于窃听信道的工作和最近关于信息论安全的工作都是基于随机码的。用实际的编码方案实现信息理论安全是有一定意义的。在本说明中，试图通过采用Arıkan的极性编码技术来克服这一难以捉摸的任务。结果表明，极化码实现非平凡的完美保密率的二进制输入退化窃听信道，同时享受其低的编码-解码复杂度。在对称的主信道和窃听信道的特殊情况下，这种编码技术实现了保密容量。其次，考虑了衰落擦除窃听信道，提出了一种秘密密钥协商方案，该方案只需要窃听者信道状态信息（CSI）的统计知识。的使能因素是创造的优势超过夏娃，通过盲目地使用建议的方案在每个衰落块，然后利用隐私放大技术来生成密钥。
2010-03-06 cs.CR cs.IT math.IT
Optimum Pilot Overhead in Wireless Communication: A Unified Treatment of Continuous and Block-Fading Channels
研究了单用户无线衰落信道中导频开销的优化，并研究了该开销对各种感兴趣的系统参数（例如，衰落率、信噪比）被量化。基于导频的频谱效率相对于无衰落点附近的衰落速率进行了扩展，这导致了导频开销的精确阶扩展。该扩展确定了导频开销以及相对于在接收器处具有基因辅助CSI（信道状态信息）的参考系统的频谱效率损失取决于归一化多普勒频率的平方根。此外，它表明，广泛使用的块衰落模型只是一个特殊的情况下，更准确的连续衰落模型在可实现的基于导频的频谱效率方面，和多天线系统的开销优化是有效地与单天线系统的归一化多普勒频率乘以发射天线的数量相同。
2009-03-08 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis of Energy-Harvesting Backscatter Communications with Tag Selection in Nakagami-m Fading
本文针对 Nakagami-m 衰落下的非线性能量收集反向散射通信，分析四种标签选择方案的保密性能，推导 SOP 与 IP 的闭式及渐近表达式并通过仿真验证。
2025-03-16 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 Performance of MIMO FSO Communications over Double Generalized Gamma Fading Channels
大气湍流是影响自由空间光通信系统性能的一个主要因素。空间分集技术提供了一种很有前途的方法来减轻相干性引起的衰落。本文研究了具有空间分集的FSO链路在大气湍流信道中的出错率性能，该信道由双广义Gamma分布描述，这是一种新的通用统计模型，它涵盖了所有的湍流条件。我们假设强度调制/直接检测与开关键控和提出的BER性能的单输入多输出（SIMO），多输入单输出（MISO）和多输入多输出（MIMO）FSO系统在这个新的信道模型。
2015-02-02 cs.IT math.IT
Common Randomness Generation over Slow Fading Channels
分析了在具有加性高斯白噪声（AWGN）和任意状态分布的单输入单输出（SISO）慢衰落信道中，相关离散信源在单向通信辅助下的公共随机性（CR）生成问题。慢衰落信道实际上与无线通信相关。我们完全解决了SISO慢衰落的情况下，通过建立相应的中断CR容量使用我们的表征其信道中断容量。所产生的CR可以被用来提高识别方案的性能增益。在许多新的应用中，后者被认为比经典的传输方案更有效，这些应用需要超可靠的低延迟通信。
2021-06-07 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communications under Quasi-Static Fading with Channel Uncertainty
隐蔽通信使发射机能够在对手存在的情况下可靠地发送信息，对手希望检测传输是否发生。我们认为隐蔽通信在准静态块衰落信道，用户遭受信道的不确定性。我们调查对手威利的最佳检测性能在两个极端的情况下，即，理想信道状态信息（CSI）的情况和仅信道分布信息（CDI）的情况。结果表明，在大的检测误差制度，威利的检测性能，这两种情况下基本上是不可区分的，这意味着CSI的质量并没有帮助威利在提高他的检测性能。这一结果使我们能够研究隐蔽传输设计，而不需要在威利的信道不确定性的确切数量的因素。然后，我们得到的最优和次优的封闭形式的解决方案的隐蔽传输设计。我们的研究结果揭示了在准静态衰落信道的情况下和以前研究的情况下的非衰落AWGN信道的设计之间的根本区别。
2020-09-28 cs.IT math.IT
Proactive Eavesdropping via Jamming for Rate Maximization over Rayleigh Fading Channels
这封信不是反对窃听，而是通过研究合法的监视器（例如，政府机构）有效地窃听可疑的无线通信链路。可疑发射机控制其在瑞利衰落信道上的通信速率，以保持在接收机处的目标中断概率，并且合法监视器只有当其可达速率不小于可疑通信速率时才能成功窃听。我们提出了一个积极的窃听通过干扰的方法，以最大限度地提高平均窃听率，其中合法的监视器发送干扰信号与优化的功率控制，以缓和可疑的通信速率。
2015-11-04 cs.IT math.IT
Capacity and Error Rate Analysis of MIMO Satellite Communication Systems in Fading Scenarios
研究了静止轨道上单颗和多颗双极化卫星与地面移动多天线接收站构成的多输入多输出（MIMO）卫星系统的容量和出错率性能。我们评估了两个系统参数的影响，如卫星数量，接收天线的数量，和SNR和环境因素，包括大气信号衰减和信号相位干扰的整体系统性能上使用MIMO卫星系统的分析和空间模型。
2014-08-09 cs.IT math.IT
Semantic Security on Wiretap Channels using Universal Hashing with Fading Applications
我们提供了一个程序的基础上的通用散列族（UHFs），可以将纠错编码方案（ECC）的速率$R$到一个语义安全的窃听编码方案的速率$R - ξ$，其中$ξ$是一个参数，从窃听者的点对点信道。这种转换被证明是多项式时间有效的块长度，并适用于任何通道。当选择ECC时，我们的过程诱导窃听编码方案，只要ECC也是这样，该方案是具体和有效的。为了证明这种诱导窃听编码方案是语义安全的，我们构造了泄露给窃听者的信息的界。我们的建设是一个升级的边界从最近的文献：这里的新颖性是，我们的泄漏边界举行的任何消息分布。事实上，我们的窃听程序使用UHFs和我们的表征其语义泄漏是这项工作的第一个主要贡献。这项工作的其他主要贡献如下。我们将上述程序应用于各种窃听渠道，以显示该程序的功效，并作为这样的应用程序的结果，我们的研究结果建立了新的可实现的语义安全率。
2019-03-21 cs.IT math.IT
Performance Evaluation and Diversity Analysis of RIS-Assisted Communications Over Generalized Fading Channels in the Presence of Phase Noise
在本文中，我们开发了一个全面的理论框架，分析性能的可重构智能表面（RIS）辅助通信系统在广义衰落信道和相位噪声的存在。为此，我们提出了福克斯的H模型作为一个统一的衰落分布大量广泛使用的广义衰落信道。特别是，我们推导出一个统一的分析框架，用于计算中断概率和估计可实现的分集阶的RIS辅助系统中存在的相移，无论是最佳配置或相位噪声受损。所得到的表达式是通用的，因为它们适用于任意数量的反射元件，以及各种信道衰落和相位噪声分布。至于多样性的顺序而言，值得注意的是，我们引入了一个渐近分析框架确定的多样性顺序在没有相位噪声的情况下，以及充分条件的上界和下界的基础上，以确保RIS辅助系统实现充分的多样性顺序在相位噪声的存在。更具体地，如果相位误差对之间的绝对差小于$π/2$，则即使在存在相位噪声的情况下，RIS辅助通信也在独立衰落信道上实现全分集阶数。的理论框架和研究结果进行了验证与蒙特卡洛模拟的帮助。
2020-11-24 cs.IT math.IT
RIS-Assisted Green Secure Communications: Active RIS or Passive RIS?
可重构智能表面（RIS）是用于6G无线通信的有前途的技术之一，并且最近也被证明能够提高安全通信。然而，在基站和用户之间的反射链路中存在“双衰落”效应，因此在典型的通信场景中，被动RIS仅获得可忽略不计的保密增益。在这封信中，我们提出了一种主动RIS辅助的多天线物理层保密传输方案，其中主动RIS可以主动放大信号。我们的目标是在保密率的约束下最小化发射功率。为了解决非凸优化问题，提出了一种基于惩罚的交替最小化（AltMin）算法来优化发射机处的波束形成器和RIS处的反射矩阵。仿真结果表明，有源RIS能有效地抵抗“双衰落”效应的影响，并且比无源RIS具有更高的能量效率。
2022-12-06 cs.IT math.IT
Moment Generating Functions of Generalized Wireless Fading Channels and Applications in Wireless Communication Theory
本文推导了广义衰落模型的矩母函数（MGF）的精确和近似表达式。具体来说，我们考虑$η-λ-μ$，$α-μ$，$α-η-μ$，$α-λ-μ$，$α-κ-μ$，和$α-λ-η-μ$广义衰落分布，推导出近似的MGF表达式。新的表达式是非常准确的，在文献中的早期结果相比，避免了任何复杂的特殊功能，例如Meijer- $G$和福克斯$H$ -功能。因此，新的MGF表达式允许更容易和更有效的分析操作，这也适用于他们的特殊情况下，如瑞利，赖斯和Nakagami-m衰落。作为说明性应用，使用新导出的MGF表达式来评估每个衰落模型的平均比特出错率。通过使用数值计算结果作为比较的基础，以及从文献中公布的结果的分析结果的准确性。
2017-03-11 cs.IT math.IT
A Stochastic Geometric Analysis of Device-to-Device Communications Operating over Generalized Fading Channels
设备到设备（D2 D）通信现在被认为是未来5G网络的组成部分，其将使得用户设备（UE）之间能够直接通信，而无需经由网络基础设施进行不必要的路由。这种架构将导致比传统蜂窝网络更高的吞吐量，但是具有由随机定位的蜂窝和D2 D UE引起的共信道干扰的增加的可能性。可以预期构成D2 D通信的物理信道在本质上是复杂的，经历跨越紧密定位的D2 D对的视线（LOS）和非LOS（NLOS）条件两者。此外，给定不同范围的操作环境，它们也可能受到分散的多径贡献的聚集，即，这与传统的Rayeligh衰落环境非常不同。为了解决这些挑战，我们考虑两个最近提出的广义衰落模型，即$κ-μ$和$η-μ$，以表征D2 D通信中的衰落行为。总之，这些模型包括许多在文献中最广泛遇到和使用的衰落模型，例如Rayleigh、Rice（Nakagami- $n$）、Nakagami- $m$、Hoyt（Nakagami- $q$）和单侧高斯。使用随机几何，我们评估广义衰落条件下的D2 D网络的速率和误比特概率。分析结果的基础上，我们提出了新的见解之间的权衡的可靠性，速率和模式选择在现实的操作条件下。我们的研究结果表明，D2 D模式在蜂窝链路上实现更高的速率，代价是更高的比特错误概率。通过数值评估，我们还研究了D2 D网络的性能增益，并证明了其优于传统蜂窝网络。
2016-05-10 cs.IT math.IT
A Novel Unified Expression for the Capacity and Bit Error Probability of Wireless Communication Systems over Generalized Fading Channels
在过去，一般衰落信道下的无线通信系统的平均二进制错误概率（ABEP）和平均容量（AC）的分析一直被认为是分开的。本文提出了一种新的基于矩生成函数（MGF）的\emph{unified expression}，用于单链路和多链路最大比合并通信的ABEP和AC。此外，本文提出了超福克斯的H衰落模型作为一个统一的衰落分布的大多数著名的广义衰落模型。因此，我们提供了一个通用的统一的性能表达式，可以很容易地计算，这是适用于各种各样的衰落的情况。的数学形式主义说明了一些选定的数值例子，验证我们的新推导结果的正确性。
2011-01-26 cs.IT cs.PF math.IT
Robust Uplink Communications over Fading Channels with Variable Backhaul Connectivity
两个移动用户通过两个基站与中央解码器通信。移动用户和基站之间的通信发生在具有恒定信道增益或准静态衰落的高斯干扰信道上。相反，基站通过正交有限容量链路连接到中央解码器，其连接性受到随机波动的影响。仅存在接收侧信道状态信息，并且因此移动用户不知道信道状态和回程连接状态，而基站知道衰落系数但不确定回程链路的状态。基站不注意移动用户的码本，并采用压缩转发将信息中继到中央解码器。上，下界推导出平均可实现的吞吐量相对于衰减系数和回程链路的状态的先验分布。通过提出广播编码方法和分层分布式压缩技术相结合的策略，得到了下界。通过假设所有节点都知道信道状态来获得上界。数值结果证实了所提出的方法相对于传统的非鲁棒性的策略，在这两种情况下，没有衰落的优势。
2013-01-29 cs.IT math.IT
Capacity and Performance Analysis of RIS-Assisted Communication Over Rician Fading Channels
研究了可重构智能表面（RIS）辅助下毫米波通信系统的遍历容量和符号出错率两个性能指标。我们假设独立同分布（i.i.d.）用户-RIS-接入点（AP）之间的Rician衰落，RIS表面由无源反射元件组成。首先，我们推导出一个新的统一的封闭式公式的平均符号错误概率的广义M-QAM/M-PSK信号在此毫米波链路。然后，我们得到新的封闭形式的表达式遍历能力与不信道状态信息（CSI）在AP。
2021-11-08 cs.IT eess.SP 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
Secure Communication in the Low-SNR Regime
研究了低信噪比条件下多天线窃听信道的保密容量。推导了在SNR = 0时保密容量对SNR的一阶和二阶导数的表达式。确定了实现这些衍生物所需的传输策略。特别地，在低信噪比情况下，在最大特征值特征空间Phi = H_m* H_m-N_m/N_e H_e* H_e中传输是最优的，其中H_m和H_e分别表示与合法接收者和窃听者相关的信道矩阵，N_m和N_e分别是接收者和窃听者处的噪声方差。通过找到安全可靠通信所需的最小比特能量以及宽带斜率来分析能量效率。在保密约束下增加的比特能量需求被量化。最后，衰落的影响进行了研究，并在能源效率方面的衰落的好处。
2009-10-21 cs.IT math.IT
On-Time Communications Over Fading Channels
我们考虑在衰落信道上的一系列数据包的准时传输，与传统的准时通信不同，我们研究了有多少数据包可以被$δ$准时接收，这意味着数据包的接收偏差不大于$δ$时隙。在这个框架中，我们首先推导出在衰落信道上的随机传输的准时接收率时，没有使用控制。为了提高准时接收率，我们进一步建议通过延迟，丢弃或重复数据包来调度传输。具体来说，我们在衰落信道上的调度建模为马尔可夫决策过程（MDP），然后使用一个有效的迭代算法获得最优的调度策略。对于一个给定的分组传输序列，我们分析了随机传输和最佳调度的准时接收率。我们的分析和仿真结果表明，随机传输的准时接收率随序列长度的增加而减小（到零），通过使用最优分组调度，准时接收率收敛到一个更大的常数。此外，我们表明，如果目标接收间隔和/或偏差容限$δ$增加，或衰落信道的随机性降低，准时接收率增加。
2022-02-17 cs.IT math.IT
Asynchronous Communication over a Fading Channel and Additive Noise
在\cite{Chandar2008}中，Quinar等人研究了在$A$时隙之间随机且均匀地发送的帧的顺序帧同步问题。对于离散无记忆信道（DMC），他们证明了帧长度$N$必须缩放为$e^{α(Q)N}>A$，以使帧检测误差随着$A$渐近地变为零。$α(Q)$是同步阈值，$Q$是信道转移概率。本文研究了衰落信道和加性噪声环境下的序列帧同步问题，并试图消除衰落的影响。对于离散ON-OFF衰落信道（具有ON概率$p$）和加性噪声（具有信道转移概率$Q_n$），我们给出了复合信道$α(Q)$的同步门限，并证明了$α(Q)\leq p\,α(Q_n)$ .然后，我们表征的同步阈值瑞利衰落和AWGN信道作为信道参数的函数。异步框架允许在同步帧长度$N$和信道$Q$之间进行折衷以支持同步。这允许我们用同步帧能量而不是同步帧长度来表征同步阈值。
2015-06-23 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of Fading Channels
我们考虑在存在窃听者的情况下，信息在遍历衰落信道上的安全传输。我们的窃听器可以被看作是怀纳窃听器的无线版本。这种系统的保密能力的特点下的假设渐近长的相干间隔。我们首先考虑完整的信道状态信息（CSI）的情况下，发射机有机会获得合法的接收机和窃听者的信道增益。当在发射机处仅知道合法接收机的CSI时，在该完全CSI假设下的保密容量用作保密容量的上限，这在下面被表征。在每种情况下，完美的保密容量，以及最佳的功率和速率分配策略。然后，我们提出了一个低复杂度的开/关功率分配策略，实现接近最佳的性能，只有主信道CSI。更具体地说，该方案被证明是渐近最优的平均信噪比趋于无穷大，有趣的是，在完整的CSI假设下，达到保密容量。值得注意的是，我们的研究结果揭示了衰落对保密能力的积极影响，并建立了基于主信道CSI的速率自适应的关键作用，以促进慢衰落信道上的安全通信。
2006-10-17 cs.IT math.IT
Secrecy Performance of α-κ-μ Shadowed Fading Channel
通过获得平均保密容量、安全中断概率和严格正保密容量的新的封闭表达式，研究了α- \k{appa} -μ shaded（AKMS）衰落信道下无线框架的物理层安全性.推导出了在高信噪比条件下，为了获得保密分集增益，SOP的下界以及SOP的渐近表达式。利用这些表达式，由于同时发生的衰落和阴影的后果进行量化。最后，Monte-Carlo模拟证明，以评估表达式的正确性。
2021-09-03 cs.IT math.IT
New Results on the Fluctuating Two-Ray Model with Arbitrary Fading Parameters and Its Applications
起伏双射线（FTR）衰落模型提供了一个更好的适合于小规模的毫米波通信衰落测量比其他衰落模型。在本文中，使用混合的伽玛分布，新的精确的解析表达式的概率密度和累积分布函数的FTR分布与任意衰落参数。此外，在FTR衰落信道的数字通信系统的性能进行评估的信道容量和比特出错率。进一步研究了信道衰落参数与系统性能之间的相互影响。我们新得出的结果扩展和补充以前的知识FTR衰落模型。
2017-10-25 cs.IT math.IT
Secured Communication over Frequency-Selective Fading Channels: a practical Vandermonde precoding
在本文中，我们研究了频率选择性广播信道与机密消息（BCC），其中发送器发送一个机密消息到接收器1和接收器1和2的公共消息。在N个符号的块传输之后是L个符号的保护间隔的情况下，频率选择性信道可以被建模为N *（N+L）Toeplitz矩阵。对于这种特殊类型的多输入多输出（MIMO）信道，我们提出了一个实用的范德蒙预编码，包括投影的机密信息在零空间的接收器2看到的信道，同时叠加的共同消息。对于该方案，我们提供了可实现的速率区域，即常见和机密消息的速率元组，并描述了一些特殊情况下的最佳协方差输入。证明了所提出的方案达到了最佳自由度（d.o.f）区域。更具体地，它使得能够在N+L个符号的块上同时发送1 <= L个机密消息和N-I个公共消息。有趣的是，该方案可以应用于安全的多用户场景，如K+1用户频率选择性BCC与K个机密消息和两个用户频率选择性BCC与两个机密消息。对于每个场景，我们提供了可实现的保密自由度（s.d.o.f.）区域，并证明了Vandermonde预编码的最优性。该方案的一个吸引人的特点是，它不需要任何特定的保密编码技术，但可以应用于任何现有的强大的编码方案。
2009-06-17 cs.IT math.IT
Covert Communications with A Full-Duplex Receiver over Wireless Fading Channels
在这项工作中，我们提出了一个隐蔽的通信方案，发射机试图隐藏其传输到一个全双工接收器，从一个看守，这是使用辐射计检测这种隐蔽的传输。具体地说，我们首先推导出在监狱长的检测出错率，在此基础上，其辐射计的最佳检测阈值的解析确定和其预期的检测出错率在无线衰落信道中实现的封闭形式的表达式。我们的分析表明，故意产生的接收机与随机发射功率的人工噪声，虽然会导致自干扰，提供了实现一个积极的有效的隐蔽率的能力，为任何发射功率（可以是无穷大）受到任何给定的隐蔽性要求的预期检测出错率。这项工作是第一次研究使用全双工接收机与控制人工噪声实现隐蔽通信，并在这方面邀请进一步调查。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Outage-Limit-Approaching Protograph LDPC Codes for Slow-Fading Wireless Communications
块衰落（Block-fading，BF）信道，又称慢衰落信道，是一种简单实用的信道模型，它能够描述许多中低移动性无线通信应用的主要特征。虽然BF信道在过去的二十年里受到了极大的研究关注，但设计低复杂度的接近超限的纠错码（ECC）仍然是一个具有挑战性的问题。为此，一种新的原型图低密度奇偶校验（LDPC）码族，称为根原型图（RP）LDPC码，最近已经构思。RP码不仅可以实现线性复杂度的编码和高速解码的准循环（QC）结构的帮助下，但也实现了近中断极限性能在各种BF场景。在这篇文章中，我们简要地回顾了这样的原型代码的设计准则，旨在启发在这一领域的进一步研究活动。
2021-07-21 cs.IT math.IT
Analysis of Asymmetric Dual-Hop Energy Harvesting-Based Wireless Communication Systems in Mixed Fading Environments
研究了衰落信道下基于双跳能量收集的固定增益放大转发中继通信系统的性能。我们考虑源节点（$S$）通过固定的远距离中继（$R$）与目的地节点（$D$）通信，所述固定的远距离中继从其接收到的信号中收获能量并且使用所述能量来放大接收到的信号并且将其转发到$D$。在能量收集的分析中考虑了功率分配（PS）和时间切换（TS）方案。分别通过Nakagami-$m$和$α$-$μ$衰落模型对$S$ -$R$和$R$-$D$跳进行建模。推导了端到端信噪比（SNR）统计特性的封闭式表达式，并在此基础上推导了考虑四种自适应传输策略的平均出错率（ASER）和平均信道容量（ACC）的封闭式表达式。通过Monte-Carlo模拟验证了推导的表达式。
2020-04-05 cs.IT math.IT
Copula-Based Bounds for Multi-User Communications -- Part I: Average Performance
统计独立或正相关的衰落模型通常用于计算无线通信的平均性能。然而，存在具有负依赖性的场景，因此感兴趣的是不同的性能度量如何针对通道的不同的一般依赖性结构而表现。特别是最佳情况和最坏情况的界限是实际相关的系统设计准则。在这封由两部分组成的信中，我们提出了依赖建模的方法和工具，这些方法和工具可以应用于分析和设计利用和创建有效衰落信道的依赖关系的多用户通信系统。第一部分着重于快衰落与平均性能指标，而第二部分考虑慢衰落与中断性能指标。
2020-09-21 cs.IT 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
