基于无线供电不可信中继与外部干扰机的安全双向传输

本文提出了一种双向安全通信方案，其中两个收发机在外部干扰机存在的情况下，通过一个无线供电的不可信放大转发（AF）中继交换机密信息。我们同时考虑了友好干扰（FJ）和高斯噪声干扰（GNJ）场景。基于中继处的时间切换（TS）架构，数据传输分三个阶段完成。在第一阶段，两个能量匮乏的节点，即不可信中继和干扰机，由源节点发射的非信息射频（RF）信号充电。在第二阶段，两个源节点发送其信息信号，同时干扰机发射人工噪声以迷惑好奇的中继。最后，第三阶段专用于将中继接收信号的缩放版本转发给源节点。针对所提出的安全传输方案，我们推导了高信噪比（SNR）机制下遍历保密和速率（ESSR）的新的闭式下界表达式。我们进一步分析了渐近 ESSR 以确定关键参数：基于干扰场景的高 SNR 斜率和高 SNR 功率偏移。为突出所提出 FJ 的性能优势，我们还考察了无干扰（WoJ）场景。最后，提供了数值示例和讨论以获取一些工程见解，并展示不同系统参数对所考虑通信场景保密性能的影响。数值结果表明，所提出的 FJ 显著优于传统单向通信和星座旋转方法，以及我们提出的基准方案——双向 WoJ 和 GNJ 场景。