κ-μ衰落信道上的保密容量分析：理论与应用

在本文中，我们考虑在存在同样经历 $\kappa$-$\mu$ 衰落的窃听者的情况下，通过 $\kappa$-$\mu$ 衰落信道传输机密信息。特别地，我们获得了严格正保密容量（SPSC）的概率以及安全中断概率下界（SOP$^L$）的新解析解，针对信道系数为正、实、独立且非同分布（$i.n.i.d.$）的情况。我们还提供了当 $\mu$ 参数仅取正整数值时 SPSC 概率的闭式表达式。然后我们应用推导结果，根据作为 $\kappa$ 和 $\mu$ 衰落参数函数的平均信噪比（SNR）来评估系统的保密性能。我们观察到，对于固定的窃听者平均 SNR，主信道平均 SNR 的增加会产生更高的 SPSC 概率和更低的安全中断概率（SOP）。还发现，当主信道经历比窃听者信道更高的平均 SNR 时，SPSC 概率提高，而 SOP 随合法信道 $\kappa$ 和 $\mu$ 值的增加而减小。$\kappa$-$\mu$ 衰落模型的多功能性意味着本文提出的结果可用于确定大量其他衰落场景（如 Rayleigh、Rice (Nakagami-$n$)、Nakagami-$m$、单边高斯以及这些常见衰落模型的混合）的 SPSC 和 SOP$^L$ 概率。此外，由于保密容量分析与同信道干扰分析的对偶性，此处给出的结果也可立即应用于受同信道干扰和背景噪声影响的无线系统中断概率分析。