存在资源受限不可信设备的NOMA工业物联网中的安全传输

工业物联网（IIoT）网络中与设备相关的机密信息安全是一个严重问题。本文聚焦于在存在不可信设备的情况下，通过联合优化解码顺序和分配给设备的功率等资源，实现非正交多址（NOMA）赋能的安全IIoT网络。假设设备因资源受限而无法执行完美的连续干扰消除（SIC），我们利用线性模型刻画接收端的残余干扰。首先，考虑不可信场景下所有可能的解码顺序，我们得到了能够为各设备获得正保密率的可行安全解码顺序。然后，在保密公平性准则下，我们构建了最大化设备间最小保密率的联合优化问题。由于所构建问题非凸且为组合问题，我们先获得最优安全解码顺序，再通过分析了Karush-Kuhn-Tucker点求解功率分配。从而，我们给出了所构建优化问题的闭式全局最优解。数值结果验证了分析结论，并展示了一个有趣发现：许多NOMA工作所预设的传统解码顺序和向弱设备分配更多功率，从保密公平性角度看并非最优策略。此外，联合优化解相比基准ODEP（最优解码顺序，等功率分配）、ODFP（最优解码顺序，固定功率分配）、FDEP（固定解码顺序，等功率分配）和FDFP（固定解码顺序，固定功率分配），分别实现了约22.75%、50.58%、94.59%和98.16%的平均百分比增益。