射频能量采集非可信中继网络中物理层安全传输

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2019.08.024

电子学报 ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (8): 1792-1796.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2019.08.024

射频能量采集非可信中继网络中物理层安全传输

杨炜伟¹, 陈剑¹, 陈德川^1,2,3

1. 陆军工程大学通信工程学院, 江苏南京 210007;
2. 武汉中原电子集团有限公司, 湖北武汉 430010;
3. 武汉中元通信股份有限公司, 湖北武汉 430205

收稿日期:2017-05-10 修回日期:2019-04-04 出版日期:2019-08-25
- 作者简介:
- 杨炜伟 男,解放军陆军工程大学通信工程学院副教授,博士,主要研究方向移动通信、无线物理层安全、协同无线通信等.E-mail:wwyang1981@163.com;陈剑男,解放军陆军工程大学通信工程学院学员,毕业设计研究方向非可信中继系统物理层安全传输;陈德川 男,解放军陆军工程大学通信工程学院博士生,主要研究方向无线物理层安全、协同无线通信等.
- 基金资助:
- 国家自然科学基金 (No.61771487，No.61471393，No.61371122）

Physical Layer Secure Transmission in RF-Powered Energy Harvesting Untrusted Relay Networks

YANG Wei-wei¹, CHEN Jian¹, CHEN De-chuan^1,2,3

1. College of Communication Engineering, Army Engineering University of PLA, Nanjing, Jiangsu 210007, China;
2. Wu Han Zhong Yuan Electronics Group Co., Ltd., Wuhan, Hubei 430010, China;
3. Wu Han Zhong Yuan Communication Co., Ltd., Wuhan, Hubei 430205, China

Received:2017-05-10 Revised:2019-04-04 Online:2019-08-25 Published:2019-08-25
- Supported by:
- National Natural Science Foundation of China (No.61771487, No.61471393, No.61371122)

摘要/Abstract

摘要： 射频能量采集技术为能量受限无线通信系统提供了一种有效的能量供给方式.假设能量受限中继节点具有射频能量采集能力，本文设计了中继非可信情况下的物理层安全传输方案，配置多天线的源节点采用发送天线选择策略来增强中继节点的能量采集性能，目的节点发送人工干扰来抑制非可信中继对保密信息的窃听.在瑞利块衰落信道条件下研究了所提方案的物理层安全性能，推导了系统安全中断概率、连接中断概率和安全吞吐量的闭式表达式.计算机仿真验证了理论推导的正确性，揭示了各系统参数对物理层安全性能的影响关系.

关键词: 射频能量采集, 非可信中继, 物理层安全, 安全吞吐量

Abstract: Wireless energy harvesting is regarded as a promising energy supply alternative for energy-constrained wireless networks. In this paper, we investigate secure transmission in RF-powered energy harvesting relay networks, where an energy-constrained relay is untrusted. Considering that the energy-constrained relay can harvest energy from RF signals to forward the confidential messages, the source node with multiple antenna employs transmit antenna selection (TAS) to enhance the energy harvesting efficiency of the relay, and the destination node employs artificial interference to enhance security. Closed-form expressions of the secrecy outage probability, connection outage probability and secrecy throughput have been derived. Numerical results verify the accuracy of analytical expressions, and reveal the influence of the system parameters on the secrecy performance.

Key words: RF-powered energy harvesting, untrusted relay, physical layer security, secrecy throughput

中图分类号:

TN92

杨炜伟, 陈剑, 陈德川. 射频能量采集非可信中继网络中物理层安全传输[J]. 电子学报, 2019, 47(8): 1792-1796.

YANG Wei-wei, CHEN Jian, CHEN De-chuan . Physical Layer Secure Transmission in RF-Powered Energy Harvesting Untrusted Relay Networks[J]. Acta Electronica Sinica, 2019, 47(8): 1792-1796.

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射频能量采集非可信中继网络中物理层安全传输

Physical Layer Secure Transmission in RF-Powered Energy Harvesting Untrusted Relay Networks

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