In this paper, we provide expressions for the secrecy outage probability (SOP) for suboptimal and optimal opportunistic scheduling schemes in a reconfigurable intelligent surface (RIS) aided system with multiple eavesdroppers in approximate closed form. A suboptimal scheduling (SS) scheme is analyzed, which is used when the channel state information (CSI) of the eavesdropping links is unavailable, and the optimal scheduling (OS) scheme is also analyzed, which is used when the global CSI is available. For each scheme, we provide a simplified expression for the SOP in the high signal-to-noise ratio (SNR) regime to demonstrate its behavior as a function of the key system parameters. At high SNR, the SOP saturates to a constant level which decreases exponentially with the number of RIS elements in the SS scheme and with the product of the number of RIS elements and the number of users in the OS scheme. We compare the performance of the opportunistic user scheduling schemes with that of a non-orthogonal multiple access (NOMA) based scheduling scheme which chooses a pair of users in each time slot for scheduling and we show that the opportunistic schemes outperform the NOMA-based scheme. We also derive a closed-form expression for the SOP of a decode-and-forward (DF) relay-aided scheduling scheme in order to compare it with that of the RIS-aided system. It is found that the RIS-aided system outperforms the relay-aided systems when the number of RIS elements is sufficiently large. An increased number of RIS elements is required to outperform the relay-aided system at higher operating frequencies.


翻译:本文针对可重构智能表面(RIS)辅助系统中存在多个窃听者的场景,给出了次优与最优机会调度方案下保密中断概率(SOP)的近似闭式表达式。分析了窃听链路信道状态信息(CSI)不可用时的次优调度(SS)方案,以及全局CSI可用时的最优调度(OS)方案。针对每种方案,我们提供了高信噪比(SNR)条件下SOP的简化表达式,以展示其随关键系统参数变化的特性。在高SNR下,SOP收敛至恒定水平,该水平在SS方案中随RIS单元数量呈指数递减,在OS方案中随RIS单元数量与用户数量的乘积呈指数递减。我们将机会用户调度方案与非正交多址接入(NOMA)调度方案(每时隙选择一对用户进行调度)的性能进行比较,结果表明机会方案优于NOMA方案。此外,为与RIS辅助系统进行对比,我们推导了解码转发(DF)中继辅助调度方案下SOP的闭式表达式。研究发现,当RIS单元数量足够大时,RIS辅助系统性能优于中继辅助系统;在更高工作频率下,需要更多RIS单元才能超越中继辅助系统性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2019年3月25日
Arxiv
27+阅读 · 2018年4月12日
Arxiv
11+阅读 · 2018年1月18日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
1+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员