摘要：考虑无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)网络中人工噪声(Artificial Noise,AN)增强的隐蔽无线通信,其中UAV工作在全双工状态,不仅接收Alice发送的隐蔽信息,而且产生AN恶化Willie的探测性能。构建了UAV的三维位置部署和AN发射功率以及Alice发射功率设计的联合优化问题。所构建的优化问题是非凸的且其优化变量相互耦合,这导致该优化问题很难直接求解。为了求解该优化问题,首先根据优化问题隐含的特性,将其等价地转换为更易处理的形式。随后,推导了Alice发射功率和AN发射功率的最优解析表达式。随后证明了UAV的最优水平位置一定位于Alice和Willie的连线上。在此基础上,推导了UAV的最优三维放置位置。仿真结果表明,与无AN方案相比,所提方案可以显著的提高系统的隐蔽传输性能。

摘要：针对日益复杂的通信场景和日渐稀缺的频谱资源,以及信息新鲜度极其重要的现状。本文结合全双工(Full duplex,FD)、双向中继等技术,并基于短数据包传输(Short packet communication,SPC),构建一个选择中继辅助的全双工双向(Full duplex two-way,FDTW)模型。采用信息年龄(Age of Information,AoI)作为度量信息新鲜度的性能指标,为了深入研究中继辅助链路在此类模型中对AoI所带来的性能增益,同时考虑直连链路、中继辅助链路与中继的工作状态,设计三种传输方案:无中继辅助(Non relay-assisted,NRA)方案、放大转发中继辅助(Amplifyand-forward relay-assisted,AFRA)方案、解码转发中继辅助(Decode-and-forward relay-assisted,DFRA)方案。利用短包传输理论对每种方案下目的节点接收数据包的平均包错误率公式进行建模;利用图形分解法求解在每种方案下的平均信息年龄(Average Age of Information,AAoI)。其中在考虑中继辅助的方案中,AoI的演变较复杂,因此借助马尔可夫链进一步求解,这是对复杂传输情况下利用图形分解法求AoI方法的进一步补充。在仿真部分依据直连链路和中继辅助链路的相对状态进行分类讨论,结果表明,在直连链路信道状态相对较差时,中继辅助对AAoI的降低明显,最佳AAoI在AFRA方案下C为220 bits左右获得,可降低8.33%,在所考虑情况下由于数据包长度对误包率的影响,在数据包长度较小时,DFRA方案获得更优的AAoI,在数据包长度超过160~180 bits时,AFRA方案则获得更优的AAoI,同时随着直连链路状态不断变好,整体AAoI也会降低。

摘要：为应对潜在的检测-干扰式恶意攻击,提出了一种基于短包隐蔽通信的抗检测-干扰攻击策略,通过隐藏无线传输行为的存在来实现抗干扰。考虑到干扰机采用Shewhart变点检测实时判断源节点的传输行为,当判决源节点正在传输数据包后启动人工干扰。为隐藏无线传输行为,源节点随机选择一个起始时刻以低功率、低速率传输有限长编码数据包。数据包发送功率越小、编码长度越短,隐蔽性越强,抗检测-干扰式攻击性能越好,但发送功率小和编码长度短使得接收端数据包译码错误概率较大。以有效传输速率最大为目标对数据包发送功率和编码长度进行优化设计。结果表明,存在最优的发送功率和编码长度使系统在传输隐蔽性和可靠性之间取得最优折衷。数值仿真结果验证了理论分析,证明了所提方案的有效性以及优化数据包编码长度和发送功率的必要性。

摘要：无线短包通信是实现海量机器类通信(massive machine type communication,m MTC)和超可靠低延迟通信(ultra-reliable low latency communication,uRLLC)等5G物联网(Internet of Things,IoT)应用的关键技术之一.面向工业物联网、车联网等应用,无线通信的安全问题至关重要.本文从物理层安全角度研究了慢衰落信道下短包通信系统的安全传输.基于安全短包通信信息论结论定义了保密中断概率(secrecy outage probability,SOP),并以SOP约束下的可靠吞吐量作为短包通信系统的安全通信性能指标.在此基础上设计了自适应和非自适应编码传输方案,分别利用合法信道的精确/部分瞬时信道状态信息(channel state information,CSI)进行编码速率设计及传输门限优化以最大化吞吐量,并进一步分析了主要系统参数对最优吞吐量的影响.数值结果验证了传输方案的有效性,并验证了SOP约束下主要系统参数对系统安全传输性能的影响.

摘要：考虑到信息新鲜度对无线传感器状态更新系统设计和部署带来的影响,提出一个由两个传感器源节点和一个公共目的节点组成的状态更新系统。该系统中两个传感器源节点均配备一个单位大小的缓冲区,并根据伯努利过程在每个时隙感知对应物理过程的状态更新。随后传感器以有限块长度短包的形式将状态更新发送至目的节点。该文采用信息年龄(Age of Information,AoI)描述状态更新的新鲜度。首先,以传感器缓冲区状态组合为中心,该系统可建模为连续时间有限状态的马尔可夫过程,其中有限状态表示缓冲区的不同状态,连续时间表示与年龄相关过程的演进。因此,该系统平均AoI可采用随机混合系统(Stochastic Hybrid System,SHS)评估。最后仿真结果表明,当更新包的感知概率为0.2时,信噪比从0 dB增加至3 dB将导致平均AoI降低20.6%;当信噪比固定为4 dB时,状态更新包块长度从300 channel uses增长至400 channel uses会致使平均AoI降低8.8%。该研究可为缓冲区辅助的状态更新系统设计提供基本理论依据。