A PHY Layer Security Analysis of Uplink Cooperative Jamming-Based Underlay CRNs with Multi-Eavesdroppers

Translated Description (Arabic)

xAbstract - في هذه الورقة، يتم التحقق من أمان الطبقة المادية لشبكة الراديو المعرفية للوصلة الصاعدة الأساسية عبر

قنوات تلاشي Nakagami - m. على وجه التحديد، تتناوب مصادر ثانوية متعددة

في الوصول إلى الطيف المرخص

للمستخدمين الأساسيين والتواصل مع محطة أساسية ثانوية متعددة الهوائيات

( D) من خلال مساعدة مرحل R متعدد الهوائيات

في وجود أجهزة التنصت M

المجهزة أيضًا بهوائيات متعددة. من بين

العقد المتبقية، يتم اختيار جهاز تشويش واحد عشوائيًا لنقل

ضوضاء اصطناعية لتعطيل جميع أجهزة التنصت التي

تحاول اعتراض اتصال الروابط المشروعة

أي Si - R و R - D. يتم دمج الإشارات المستقبلة في كل عقدة

باستخدام الجمع بين النسبة القصوى. يتم توفير تحليل السرية من خلال

اشتقاق تعبيرات مغلقة ومقاربة للسرية< p> احتمالية انقطاع الخدمة. يتم التحقيق في تأثير العديد من المعلمات الرئيسية على سرية نظام

على سبيل المثال، نقل قوة المصادر، وعدد

المتصنتين، والحد الأقصى لقوة التداخل المسموح بها، وعدد

من فروع التنوع. الأهم من ذلك، من خلال

النظر في سيناريوهين، وهما (1) الغياب و (2) الوجود

لجهاز تشويش ودود، يتم الحصول على رؤى جديدة لنظام الاتصال

المدروس. على وجه الخصوص، نميل إلى الإجابة على السؤال التالي

: هل يمكن تحقيق سرية أفضل دون

التشويش من خلال النظر في هوائي واحد عند أجهزة التنصت

ومتعددة عند المستخدمين الشرعيين (أي المرحل والمستخدم النهائي)

بدلاً من إرسال ضوضاء اصطناعية بشكل دائم و

بالنظر إلى أن كل من المرحل والوجهة مجهزان

بهوائي واحد، بينما يتم استخدام هوائيات متعددة بواسطة أجهزة التنصت

؟ يتم تأكيد النتائج التي تم الحصول عليها من خلال

محاكاة مونت كارلو وتظهر أنه يمكن تعزيز أمان النظام

عن طريق ضبط المعلمات المذكورة أعلاه.

Translated Description (French)

xAbstract—In this paper, the physical layer security of a dualhop

underlay uplink cognitive radio network is investigated over

Nakagami-m fading channels. Plus précisément, de multiples sources secondaires

accèdent tour à tour au spectre sous licence

des utilisateurs principaux et communiquent avec une station de base secondaire multiantennes

(D) à l'aide d'un relais multiantennes

R en présence de M espions

qui sont également équipés de plusieurs antennes. Parmi les

nœuds restants, un brouilleur est sélectionné au hasard pour transmettre

un bruit artificiel afin de perturber tous les espions qui

tentent d'intercepter la communication des liens légitimes

, c'est-à-dire Si -R et R-D. Les signaux reçus au niveau de chaque nœud sont combinés

en utilisant une combinaison à rapport maximal. L'analyse du secret est fournie par

la dérivation d'expressions de forme fermée et asymptotique pour la probabilité de rupture du secret

. L'impact de plusieurs paramètres clés sur le secret du système, par exemple, la puissance de transmission des sources, le nombre d'espions, la puissance d'interférence maximale tolérée et le nombre de branches de diversité est étudié. Fait important, en

considérant deux scénarios, à savoir (i) l'absence et (ii) la présence

d'un brouilleur amical, de nouvelles informations sont obtenues pour le système de communication

considéré. En particulier, nous avons tendance à répondre à la question

suivante : Peut-on mieux garder le secret sans

brouillage en envisageant une seule antenne au niveau des espions

et plusieurs antennes au niveau des utilisateurs légitimes (c'est-à-dire le relais et l'utilisateur final)

plutôt que d'envoyer en permanence un bruit artificiel et

étant donné que le relais et la destination sont équipés

d'une seule antenne, tandis que plusieurs antennes sont utilisées par les espions

 ? Les résultats obtenus sont corroborés par

simulation Monte Carlo et montrent que la sécurité du système peut

être améliorée en ajustant les paramètres susmentionnés.

Translated Description (Spanish)

xAbstract-En este documento, se investiga la seguridad de la capa física de una red de radio cognitiva de enlace ascendente subyacente de dualhop

a través de

canales de desvanecimiento de Nakagami-m. Específicamente, múltiples fuentes secundarias

se turnan para acceder al espectro con licencia

de los usuarios primarios y comunicarse con una estación base secundaria

multiantena (D) a través de la ayuda de un relé R

multiantena en presencia de M espías

que también están equipados con múltiples antenas. Entre los

nodos restantes, se selecciona aleatoriamente un bloqueador para transmitir

un ruido artificial para interrumpir a todos los espías que están

intentando interceptar la comunicación de los enlaces legítimos

, es decir, Si -R y R-D. Las señales recibidas en cada nodo se combinan

utilizando la combinación de relación máxima. El análisis de secreto se proporciona mediante la

derivación de expresiones de forma cerrada y asintóticas para la probabilidad de interrupción del secreto

. Se investiga el impacto de varios parámetros clave en el secreto del sistema, por ejemplo, la potencia de transmisión de las fuentes, el número de espías, la potencia de interferencia máxima tolerada y el número de ramas de diversidad. Es importante destacar que, al considerar dos escenarios, a saber, (i) ausencia y (ii) presencia de un bloqueador amistoso, se obtienen nuevos conocimientos para el sistema de comunicación considerado. Especialmente, tendemos a responder a la siguiente pregunta: ¿Se puede lograr un mejor secreto sin

interferencias considerando una sola antena en los espías

y múltiples en los usuarios legítimos (es decir, relé y usuario final)

en lugar de enviar permanentemente un ruido artificial y

considerando que tanto el relé como el destino están equipados

con una sola antena, mientras que los espías

utilizan múltiples antenas? Los resultados obtenidos se corroboran a través de la simulación Monte Carlo y muestran que la seguridad del sistema puede mejorarse ajustando los parámetros antes mencionados.