积累与干扰：通过无线供电全双工干扰机实现安全通信

本文开发了一种名为“积累与干扰”(AnJ) 的新型协作干扰协议，以提高无线通信中的物理层安全性。具体而言，部署了一个全双工 (FD) 友好干扰机，以在存在被动窃听者的情况下保护源与目的地之间的直接通信。我们将友好干扰机视为一个能量受限节点，其没有嵌入式电源但配有能量收集单元和可充电储能装置；因此，它可以收集源自源发射的射频 (RF) 信号的能量，将其积累在电池中，然后利用该能量执行协作干扰。在提出的 AnJ 协议中，基于干扰机的能量状态和源 - 目的地链路的信道状态，系统运行于专用能量收集 (DEH) 或机会性能量收集 (OEH) 模式。得益于 FD 能力，干扰机还能从其窃听到的源自源的信息承载信号中收集能量。我们通过考虑实际的有限容量储能装置，研究了干扰机处复杂的能量积累和消耗过程，并应用离散状态马尔可夫链刻画了其长期稳态分布。此外，还研究了具有无限容量的替代储能装置以作为上限。我们进一步推导了两个保密度量的闭式表达式，即保密中断概率和正保密容量概率。此外，还研究了不完美信道状态信息对我们所提协议性能的影响。数值结果验证了所有理论分析，并揭示了所提 AnJ 协议相较于其半双工对应方案的优势。