在基于SLIPT的水下无线光通信系统中最大限度地提高有效的秘密吞吐量,以人工噪音为基础

科学领域:

• 光学通信是指光学通信.
• 无线网络 无线网络 无线网络
• 信息安全 信息安全

背景情况:

• 水下无线光通信 (UWOC) 系统面临安全和能源方面的挑战.
• 继电器辅助系统为扩展范围和提高性能提供了潜在的解决方案.
• 同时光波信息和功率传输 (SLIPT) 是能源可持续性的有希望的方法.

研究的目的:

• 调查SLIPT和人工噪声的垂直继电辅助UWOC系统的物理层安全性.
• 分析各种环境因素对系统安全性能的影响.
• 通过电源管理策略优化系统的有效秘密吞吐量 (EST).

主要方法:

• 可靠性中断概率,保密性中断概率和EST的推导.
• 环境因素的分析:水类,流,指向错误,链路中断和太阳能噪声.
• 使用功率分割比率 (能源采集/信息解码,人工噪音/机密信息) 开发EST最大化问题.
• 交替优化 (AO) 算法的应用来解决复杂的优化问题.

主要成果:

• 环境因素显著影响UWOC系统的保密性能.
• 提议的EST优化问题有效地解决了安全和能源方面的问题.
• 通过确定最佳功率分割比率,AO算法成功地最大化了EST.
• 蒙特卡洛模拟验证了衍生式和AO方法的有效性.

结论:

• 具有SLIPT和人工噪声的中继辅助UWOC系统提供了增强的物理层安全性和能源可持续性.
• 通过AO算法优化功率分割比率对于最大化有效的秘密吞吐量至关重要.
• 这项研究为设计强大和安全的水下通信网络提供了宝贵的见解.