Improving Secrecy Performance of a Wirelessly Powered Network
Improving Secrecy Performance of a Wirelessly Powered Network
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提高无线供电网络的保密性能
DOI：
10.1109/tcomm.2017.2732449
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发表时间：
2017-11
影响因子：
8.3
通讯作者：
Xuchu Dai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhuo Chen;Lucinda Hadley;Zhiguo Ding;Xuchu Dai
本文考虑无线供电网络的保密通信，其中能量受限的合法发送者（Alice）使用专用功率信标收集的能量向合法接收者（Bob）发送消息，而窃听者（Eve）打算拦截信息。一个具有时间交换比<inline-formula> < text -math符号="LaTeX"> $\alpha $ </ text -math></inline-formula>的简单时间交换协议用于为能量受限的合法发送器供电。为了提高物理层安全性，我们首先提出了一种将最大比率传输与零强制（ZF）干扰相结合的协议，用于没有Eve的信道状态信息（CSI）的情况，即Alice只能访问Bob的CSI。然后，我们提出了一个使用ZF传输策略的协议，在Alice能够获得与Eve相关的部分CSI的情况下，最小化Eve的信噪比（SNR）。推导了两种协议的连接中断概率和保密中断概率的封闭表达式和简单近似。此外，对所提出协议的保密吞吐量和分集顺序进行了表征，并推导出在高信噪比条件下保密吞吐量最大化的最佳时间交换比<inline-formula> < text -math notation="LaTeX"> $\alpha $ </ text -math></inline-formula>和功率分配系数<inline-formula> < text -math notation="LaTeX"> $\beta $ </ text -math></inline-formula>。最后，数值结果验证了所提方案的有效性。
This paper considers the secrecy communication of a wirelessly powered network, where an energy-constrained legitimate transmitter (Alice) sends message to a legitimate receiver (Bob) with the energy harvested from a dedicated power beacon, while an eavesdropper (Eve) intends to intercept the information. A simple time-switching protocol with a time-switching ratio <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$\alpha $ </tex-math></inline-formula> is used to supply power for the energy-constrained legitimate transmitter. To improve the physical layer security, we first propose a protocol that combines maximum ratio transmission with zero-forcing (ZF) jamming for the case without Eve’s channel state information (CSI), i.e., Alice has access to Bob’s CSI only. Then, we propose a protocol that uses a ZF transmitting strategy to minimize the signal-to-noise ratio (SNR) at Eve for the case that Alice is capable of obtaining partial CSI related to Eve. Closed-form expressions and simple approximations of the connection outage probability and secrecy outage probability are derived for both protocols. Furthermore, the secrecy throughput as well as the diversity orders achieved by our proposed protocols are characterized, and the optimal time-switching ratio <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$\alpha $ </tex-math></inline-formula> and power allocation coefficient <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$\beta $ </tex-math></inline-formula> for secrecy throughput maximization are derived in the high SNR regime. Finally, numerical results validate the effectiveness of the proposed schemes.
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DOI：
10.1109/lcomm.2016.2598327
发表时间：
2016-09
期刊：
IEEE Communications Letters
影响因子：
--
作者：
Yanan Wu;Xiaoming Chen;C. Yuen;C. Zhong
通讯作者：
Yanan Wu;Xiaoming Chen;C. Yuen;C. Zhong
影响因子：
8.3
作者：
Xin Jiang;C. Zhong;Xiaoming Chen;T. Duong;T. Tsiftsis;Zhaoyang Zhang
通讯作者：
Xin Jiang;C. Zhong;Xiaoming Chen;T. Duong;T. Tsiftsis;Zhaoyang Zhang
智能天线技术在同步无线信息和电力传输中的应用
影响因子：
11.2
作者：
Ding, Zhiguo;Zhong, Caijun;Poor, H. Vincent
通讯作者：
Poor, H. Vincent
DOI：
10.1109/twc.2013.031813.120224
发表时间：
2013-05-01
影响因子：
10.4
作者：
Zhang, Rui;Ho, Chin Keong
通讯作者：
Ho, Chin Keong
影响因子：
11.2
作者：
Huang, Kaibin;Zhou, Xiangyun
通讯作者：
Zhou, Xiangyun