一种基于随机几何理论的RIS辅助PD-NOMA网络物理层安全增强方法

来源：电子与信息学报杂志2023年第10期北京时间：

作者：冯琳琳, 张治中, 胡昊南, 裴二荣, 李云

单位：1.重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 4000652.南京信息工程大学电子与信息工程学院 南京 210044

摘要：为提升基于非正交多址访问(NOMA)大规模雾接入网络的上行物理层安全(PLS)，该文考虑了可重构智能表面(RIS)辅助无小区(CF)传输场景。基于功率域复用NOMA(PD-NOMA)并调用随机几何工具将空间效应引入所考虑网络的RIS模型设计，基于该方法来增强其PLS。该网络采用发射机-发射机对建模、Fisher-Snedecor \begin{document}$\mathcal{F}$\end{document}模型表征复合信道，并重新设计了RIS反射模型。首先推导出所考虑网络组合信道增益的新统计特性，接着推导出RIS辅助PD-NOMA传输场景保密中断概率(SOP)的解析表达式。分析结果和仿真结果表明：该RIS设计能有效提高边缘用户信道质量，从而改变该网络NOMA用户对连续干扰消除(SIC)顺序；该RIS设计及排斥性雾节点(F-AP)部署均可增强该网络PLS，其中，基于β-Ginibre点过程(β-GPP)部署F-AP，在同等条件下，不需增加部署成本即可使SOP至多降低约2个数量级、使保密速率至多提升约\begin{document}$10.5\% $\end{document}。

关键词：物理层安全, 可重构智能表面, 非正交多址接入, 随机几何

基金资助：国家自然科学基金(62001238, 62071077, 61901075)，工业和信息化部行业专项(TC210H02P/2)