存在硬件损伤的 ambient backscatter NOMA 系统：可靠性与安全性
信息论
2020-08-14 v1 信号处理
math.IT
摘要
非正交多址接入（NOMA）与环境反向散射通信因其高频谱效率与高能效而被视为物联网的两项 promising 技术。受此启发，我们考虑存在一个恶意窃听者的环境反向散射 NOMA 系统。在一些实际假设下，即存在残余硬件损伤（RHIs）、信道估计误差（CEEs）与不完美串行干扰消除（ipSIC），我们研究了环境反向散射 NOMA 系统的物理层安全（PLS），重点关注可靠性与安全性。为进一步提升所考虑系统的安全性，提出了一种人工噪声方案，其中射频（RF）源充当干扰机，向合法接收者与窃听者发送干扰信号。在此基础上，推导了中断概率（OP）与截获概率（IP）的解析表达式。为获得更多见解，进行了高信噪比（SNR） regime 下 OP 的渐近分析与分集阶数推导，并探讨了高主窃比（MER）区域中 IP 的渐近行为。数值结果表明：1）RHIs、CEEs 与 ipSIC 对 OP 有负面影响，但对 IP 有正面影响；2）与 CEEs 相比，RHIs 对所考虑系统的可靠性与安全性影响更为严重；3）可靠性与安全性之间存在权衡，且可通过减小人工噪声的功率系数或增大读取器的干扰因子来优化该权衡；4）由于 CEEs 与反射系数，OP 存在错误平层；5）当 MER 增大时，Rn 与 Rf 的安全性提升，而 T 的安全性降低。
引用
@article{arxiv.2008.05798,
title = {Hardware Impaired Ambient Backscatter NOMA Systems: Reliability and Security},
author = {Xingwang Li and Mengle Zhao and Ming Zeng and Shahid Mumtaz and Varun G Menon and Zhiguo Ding and Octavia A. Dobre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05798},
year = {2020}
}