利用全双工干扰接收机保障去中心化无线网络的安全

在本文中，我们研究了全双工(FD)接收机干扰在增强两层去中心化无线网络物理层安全方面的益处，该网络每层部署大量单天线发射机与多天线接收机对。在底层，发射机发送非保密信息，接收机以半双工(HD)模式工作接收所需信号。在叠加层，发射机在随机分布窃听者存在的情况下发送保密信息，接收机以全双工模式工作，同时辐射干扰信号以迷惑窃听者并接收所需信号。我们在随机几何框架下提供了全面的性能分析与网络设计。具体地，我们考虑每个FD接收机使用单天线和多天线干扰的场景，并通过给出两个指标的精确表达式和更易处理的近似，分析了典型FD接收机的连接概率和保密中断概率。我们进一步确定了FD模式层的最优部署，以在给定双概率及HD模式层全网吞吐量等约束下最大化全网保密吞吐量。数值结果验证了我们的理论发现，并表明通过合理部署FD模式层可显著提升全网保密吞吐量。