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随机移动终端协同干扰下的安全传输增强机制

2021-12-02张腾月宋欢欢

电子科技大学学报 2021年6期

张腾月,文 红,唐 杰,宋欢欢

(电子科技大学航空航天学院 成都 611731)

自文献[1]提出窃听信道模型以来,物理层安全得到了广泛研究。物理层安全不需要密钥分发,避免了密钥管理,特别适用于物联网等计算和能量受限环境的加密。

协同安全技术已经成为具有吸引力的物理层安全策略[2-5]。通过有富裕资源的终端进行辅助的协同安全传输,目标终端进一步提高了保密性能,协同节点发挥着两大主要作用,包括协同中继(cooperative relay, CR)[2-3]和协同干扰(cooperative jamming, CJ)[4-5]。特别是在协同干扰方案中,采用了友好的干扰器协同传输干扰信号,削弱了窃听信道的质量,从而提高了安全性能。现有工作大多只研究静态场景[2-5]下的物理层安全性。然而,在无线网络的许多场景中,用户可以是移动的。在这种移动场景下,保密容量将不可避免地随着节点位置的变化而波动。随机几何理论[6]是一种有效的数学工具,用于模拟网络中节点(即合法节点和窃听节点)的随机位置和数量,广泛用于随机网络物理层安全的分析和研究。对于有移动节点的蜂窝网络,文献[7]推导出随机路点移动(random waypoint, RWP)[8]模型下接收功率的概率密度分布函数(probability density function,PDF)。文献[9]推导出了RWP 移动节点在Nakagamim 衰落窃听信道下的平均误码率(bit error rate, BER)。然而,这些工作仅研究了随机移动网络中的接收信号质量,没有考虑随机移动用户的传输安全性。文献[10]研究了瑞利衰落信道下随机移动接收机的保密中断概率(secrecy outage probability, SOP)和遍历安全容量性能。文献[11]考虑多天线情况下移动用户的遍历安全容量和可靠传输。……

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