Published January 29, 2024
| Version v1
Publication
Open
Generalized antenna sequence spatial modulation (GASSM): a novel framework for enhanced PHY layer security and energy efficiency
Description
Abstract In antenna sequence spatial modulation (ASSM), the spatial and symbol domains are both used to encode information. The sequencing of the antennas' transmissions within given time slots and the symbol carried in those time slots represent information in the spatial and symbol domains, respectively. The receiver's task is to decode this sequence of transmission and to detect the symbol carried in the time slots, equal to the number of antennas. For better energy efficiency and greater security, we propose a generalized ASSM, GASSM. In the GASSM, while the information is contained in both the sequence and the symbols transmitted, different symbols can be transmitted within the time slots forming the frame. This expands the code domain since the symbol and the spatial information represent a longer code in the mapper table. As a special case, we present the case of three transmit antennas, transmitting within three time slots. A combination of the antennas' sequence and the symbol carried in the time slots is used as a code for a bit sequence. Results obtained from simulation and analysis of the bit error rate performance and secrecy capacity are contrasted and presented. Comparing the GASSM to the standard spatial modulation (SM) and the ASSM, we deduce that the GASSM has a higher secrecy capacity and higher energy efficiency per bit and unlike conventional SM allows utilization of odd number of antennas.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص في التعديل المكاني لتسلسل الهوائي (ASSM)، يتم استخدام المجالين المكاني والرمزي لتشفير المعلومات. يمثل تسلسل عمليات إرسال الهوائيات ضمن فترات زمنية معينة والرمز المحمول في تلك الفترات الزمنية معلومات في المجالات المكانية والرموز، على التوالي. تتمثل مهمة جهاز الاستقبال في فك تشفير تسلسل الإرسال هذا والكشف عن الرمز المحمول في الفترات الزمنية، بما يعادل عدد الهوائيات. لتحسين كفاءة الطاقة وزيادة الأمن، نقترح ASSM معمم، GASSM. في GASSM، في حين أن المعلومات موجودة في كل من التسلسل والرموز المرسلة، يمكن إرسال رموز مختلفة ضمن الفترات الزمنية التي تشكل الإطار. يؤدي هذا إلى توسيع نطاق التعليمة البرمجية لأن الرمز والمعلومات المكانية يمثلان تعليمة برمجية أطول في جدول المخطط. كحالة خاصة، نقدم حالة ثلاثة هوائيات إرسال، يتم الإرسال في غضون ثلاث فترات زمنية. يتم استخدام مزيج من تسلسل الهوائيات والرمز المحمول في الفترات الزمنية كرمز لتسلسل بت. يتم مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها من محاكاة وتحليل أداء معدل خطأ البت وسعة السرية وتقديمها. بمقارنة GASSM مع التعديل المكاني القياسي (SM) و ASSM، نستنتج أن GASSM لديه قدرة سرية أعلى وكفاءة طاقة أعلى لكل بت وعلى عكس SM التقليدي يسمح باستخدام عدد فردي من الهوائيات.Translated Description (French)
Résumé Dans la modulation spatiale de séquence d'antenne (ASSM), les domaines spatial et symbolique sont tous deux utilisés pour coder des informations. Le séquençage des transmissions des antennes dans des créneaux temporels donnés et le symbole transporté dans ces créneaux temporels représentent des informations dans les domaines spatial et symbolique, respectivement. La tâche du récepteur est de décoder cette séquence d'émission et de détecter le symbole porté dans les créneaux temporels, égal au nombre d'antennes. Pour une meilleure efficacité énergétique et une plus grande sécurité, nous proposons un ASSM généralisé, GASSM. Dans le GASSM, alors que les informations sont contenues à la fois dans la séquence et les symboles transmis, différents symboles peuvent être transmis dans les créneaux temporels formant la trame. Cela élargit le domaine de code puisque le symbole et les informations spatiales représentent un code plus long dans la table de mappage. Comme cas particulier, nous présentons le cas de trois antennes d'émission, émettant dans trois créneaux temporels. Une combinaison de la séquence des antennes et du symbole transporté dans les créneaux temporels est utilisée comme code pour une séquence de bits. Les résultats obtenus à partir de la simulation et de l'analyse des performances du taux d'erreur sur les bits et de la capacité de confidentialité sont contrastés et présentés. En comparant le GASSM à la modulation spatiale standard (SM) et à l'ASSM, nous en déduisons que le GASSM a une plus grande capacité de secret et une plus grande efficacité énergétique par bit et contrairement au SM conventionnel permet l'utilisation d'un nombre impair d'antennes.Translated Description (Spanish)
Resumen En la modulación espacial de secuencia de antena (ASSM), los dominios espacial y de símbolos se utilizan para codificar información. La secuenciación de las transmisiones de las antenas dentro de los intervalos de tiempo dados y el símbolo transportado en esos intervalos de tiempo representan información en los dominios espacial y de símbolos, respectivamente. La tarea del receptor es decodificar esta secuencia de transmisión y detectar el símbolo transportado en los intervalos de tiempo, igual al número de antenas. Para una mejor eficiencia energética y mayor seguridad, proponemos un ASSM generalizado, GASSM. En el GASSM, mientras que la información está contenida tanto en la secuencia como en los símbolos transmitidos, se pueden transmitir diferentes símbolos dentro de los intervalos de tiempo que forman la trama. Esto expande el dominio de código ya que el símbolo y la información espacial representan un código más largo en la tabla del mapeador. Como caso especial, presentamos el caso de tres antenas transmisoras, transmitiendo dentro de tres intervalos de tiempo. Una combinación de la secuencia de las antenas y el símbolo transportado en los intervalos de tiempo se utiliza como código para una secuencia de bits. Los resultados obtenidos de la simulación y el análisis del rendimiento de la tasa de error de bits y la capacidad de secretismo se contrastan y presentan. Al comparar el GASSM con la modulación espacial estándar (SM) y el ASSM, deducimos que el GASSM tiene una mayor capacidad de secreto y una mayor eficiencia energética por bit y, a diferencia del SM convencional, permite la utilización de un número impar de antenas.Files
s43067-023-00133-x.pdf
Files
(1.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3c67d84f06b99a525852b75becf4ba34
|
1.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التعديل المكاني لتسلسل الهوائي المعمم (GASSM): إطار جديد لتعزيز أمن طبقة PHY وكفاءة الطاقة
- Translated title (French)
- Modulation spatiale de séquence d'antenne généralisée (GASSM) : un nouveau cadre pour améliorer la sécurité de la couche PHY et l'efficacité énergétique
- Translated title (Spanish)
- Modulación espacial de secuencia de antena generalizada (GASSM): un marco novedoso para mejorar la seguridad de la capa PHY y la eficiencia energética
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4391320575
- DOI
- 10.1186/s43067-023-00133-x
References
- https://openalex.org/W2034084319
- https://openalex.org/W2043769961
- https://openalex.org/W2088263820
- https://openalex.org/W2091682073
- https://openalex.org/W2109394932
- https://openalex.org/W2126423562
- https://openalex.org/W2126734312
- https://openalex.org/W2163504740
- https://openalex.org/W2340706977
- https://openalex.org/W2791525732
- https://openalex.org/W3041341933
- https://openalex.org/W3041525152
- https://openalex.org/W3043437330
- https://openalex.org/W3208494504
- https://openalex.org/W3209769765
- https://openalex.org/W3209848885
- https://openalex.org/W4200141182
- https://openalex.org/W4211073790
- https://openalex.org/W4224621004
- https://openalex.org/W4288767670
- https://openalex.org/W4296079458
- https://openalex.org/W4312545639
- https://openalex.org/W4313484953
- https://openalex.org/W4320000010
- https://openalex.org/W4377234888
- https://openalex.org/W4385213073
- https://openalex.org/W4386702361