基于SWIPT与AF的含友好干扰机物联网网络的安全-可靠性折中分析
信息论
2022-06-10 v1 信号处理
math.IT
摘要
无线中继网络中的射频（RF）能量收集（EH）近来引起广泛关注，尤其是为物联网（IoT）系统中的中继节点供能以协助源与目的之间的信息交换。此外，物联网设备有限的硬件、计算资源和能量可用性带来了各种安全挑战。为此，物理层安全（PLS）被提出作为密码学方法的有效替代方案以提供信息安全性。在本研究中，我们针对存在窃听者的情况下基于同步无线信息与功率传输（SWIPT）的半双工（HD）放大转发（AF）中继系统提出一种PLS方法。此外，我们考虑静态功率分割中继（SPSR）和动态功率分割中继（DPSR）以深入考察各自优势。为进一步增强安全通信，我们考虑多个友好干扰机以帮助阻止来自窃听者的窃听攻击。更具体地，我们通过分别推导SPSR和DPSR方案的中断概率（OP）和截获概率（IP）的闭式表达式来进行可靠性与安全性分析。随后进行仿真以验证我们的分析及所提方案的有效性。具体而言，数值结果揭示了所提系统可靠性与安全性之间非平凡的折中。另外，我们从仿真结果得出，在不同参数对系统性能的影响下，所提DPSR方案在OP和IP方面优于基于SPSR的方案。
引用
@article{arxiv.2206.04428,
title = {Security-Reliability Trade-Off Analysis for SWIPT- and AF-Based IoT Networks with Friendly Jammers},
author = {Tan N. Nguyen and Dinh-Hieu Tran and Trinh Van Chien and Van-Duc Phan and Miroslav Voznak and Phu Tran Tin and Symeon Chatzinotas and Derrick Wing Kwan Ng and H. Vincent Poor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.04428},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 12 figures, 1 table. Accepted by IEEE Internet of Things Journal