公平性约束下全双工无线供能物联网网络的保密吞吐量最大化
信息论
2023-04-06 v1 math.IT
摘要
本文研究了用于物联网（IoT）的全双工无线供能通信网络（WPCN）的保密吞吐量。该WPCN由一个全双工多天线基站（BS）和若干传感器节点组成。基站在所有时间发射能量，每个节点在其传输时隙之前收集能量。节点依次向基站传输其机密信息，其他节点被视为潜在的窃听者。我们首先制定所有节点的求和保密吞吐量优化问题。优化变量为时隙的持续时间以及不同时隙的基站波束赋形向量。该问题被证明为非凸的。为处理该问题，我们提出一种次优的两阶段方法，称为求和保密吞吐量最大化（SSTM）。在第一阶段，基站在信息传输时隙中将波束赋形聚焦于致盲潜在窃听者（其他节点）。随后，推导初始非信息传输时隙中的最优波束赋形向量以及最优时隙。我们进而考虑节点间的公平性，提出最大最小公平（MMF）和比例公平（PLF）算法。MMF算法最大化节点的最小保密吞吐量，而PLF试图在求和保密吞吐量与节点间公平性之间取得良好折衷。通过数值仿真，我们首先展示了SSTM在不同设置下相对于均匀时隙划分与波束赋形的优越性能。随后，我们证明了所提公平算法的有效性。
引用
@article{arxiv.1901.09631,
title = {Secrecy Throughput Maximization for Full-Duplex Wireless Powered IoT Networks under Fairness Constraints},
author = {Roohollah Rezaei and Sumei Sun and Xin Kang and Yong Liang Guan and Mohammad Reza Pakravan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09631},
year = {2023}
}