دانلود مقاله درمورد نرخ محرمانگی MIMO

عنوان مقاله:

انعکاس هوشمند به حداکثر رساندن نرخ محرمانگی MIMO به کمک سطح

Intelligent reflecting surface-aided MIMO secrecy rate maximization

سال انتشار: 2022

رشته: مهندسی برق - فناوری اطلاعات و ارتباطات

گرایش: مهندسی الکترونیک - سامانه های چندرسانه ای - سیستم های الکترونیک دیجیتال

دانلود رایگان این مقاله:

دانلود مقاله نرخ محرمانگی MIMO

مشاهده سایر مقالات جدید:

 

مقالات ISI مهندسی برق

 

مقالات ISI فناوری اطلاعات و ارتباطات

 

3. Numerical results
We performed numerical simulations to evaluate the performance of proposed algorithms in IRS-aided MIMO wiretap channels. The distance dependent path loss is , where  dB is the path loss at reference distance  = 1 m,  is the distance between two locations, and denotes the path loss exponent. For small-scale fading, we assume the Rician fading channel model , where  is the Rician factor, and  and  denote the deterministic LoS and Rayleigh fading components, respectively. We model fading channels by the spatially correlated Rician fading model given in [17]. Unless mentioned otherwise, we set simulation parameters as shown in Table 1. We repeat the updates until the secrecy rate increment in an update is less than 10−4 bps/Hz and a maximum of  iterations. For performance benchmarks, we consider following schemes:

•
CD (Algorithm 1): It stands for Algorithm 1 that is the alternating optimization (AO) algorithm with the closed-form solution by optimizing  based on the coordinate descent (CD) methods. This is our proposed algorithm.

•
OBO (Bisection) [9]: It stands for the AO algorithm composed of the bisection search and one-by-one (OBO) optimization method in the IRS-aided MIMO wiretap channel. In fact, OBO is nothing but the CD, but we use ‘OBO’ to distinguish itself from our work.

(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)

3. نتایج عددی
ما شبیه‌سازی‌های عددی را برای ارزیابی عملکرد الگوریتم‌های پیشنهادی در کانال‌های شنود MIMO با کمک IRS انجام دادیم. از دست دادن مسیر وابسته به فاصله است، جایی که  dB تلفات مسیر در فاصله مرجع = 1 متر است، فاصله بین دو مکان است و نشان دهنده توان از دست دادن مسیر است. برای محو شدن در مقیاس کوچک، مدل کانال محو شدن Rician را فرض می‌کنیم که در آن  عامل Rician است و به ترتیب مؤلفه‌های محو LoS و Rayleigh قطعی را نشان می‌دهیم. ما کانال‌های محو شدن را با مدل محو شدن Rician همبسته فضایی که در [17] ارائه شده است، مدل‌سازی می‌کنیم. مگر اینکه غیر از این ذکر شده باشد، پارامترهای شبیه‌سازی را همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است تنظیم می‌کنیم. به‌روزرسانی‌ها را تا زمانی تکرار می‌کنیم که افزایش نرخ رازداری در یک به‌روزرسانی کمتر از 10-4 bps/Hz و حداکثر  تکرار شود. برای معیارهای عملکرد، طرح‌های زیر را در نظر می‌گیریم:

•
CD (الگوریتم 1): مخفف الگوریتم 1 است که الگوریتم بهینه‌سازی متناوب (AO) با راه‌حل بسته با بهینه‌سازی بر اساس روش‌های نزول مختصات (CD) است. این الگوریتم پیشنهادی ما است.

دانلود مقاله درمورد سیستم های MIMO

عنوان مقاله:

طرح شکل دهی احتمالی غیردودویی با کد ldpc برای سیستم های MIMO بر اساس تنوع فضای سیگنال

Nonbinary ldpc-coded probabilistic shaping scheme for MIMO systems based on signal space diversity

سال انتشار: 2022

رشته: مهندسی برق - فناوری اطلاعات و ارتباطات

گرایش: مهندسی الکترونیک - سامانه های چندرسانه ای - سیستم های الکترونیک دیجیتال

دانلود رایگان این مقاله:

دانلود مقاله سیستم های MIMO

مشاهده سایر مقالات جدید:

 

مقالات ISI مهندسی برق

 

مقالات ISI فناوری اطلاعات و ارتباطات

 

4. Simulation results

To evaluate the proposed NB LDPC-coded PS scheme for MIMO systems based on SSD in fast fading channels, Monte-Carlo simulations were conducted to verify the performance gain. The end-to-end Frame Error Rate (FER) performance was considered at 10−3. The length codes of the binary LDPC were 12000 bits and 12600 bits with a constant variable node degree of dv = 3 for 16QAM and 64QAM, respectively. To ensure a fair comparison, the code symbol lengths of the GF(16) LDPC and GF(64) LDPC were set to 3000 symbols and 2100 symbols, respectively. The average variable node degree of GF(16) LDPC codes is dv = 2.4, whereas that of GF(64) LDPC codes is dv = 2. The binary LDPC codes used the Log-BP decoding algorithm, whereas the NB LDPC codes used Log-FFT-BP decoding. The maximum decoding iteration time for both binary LDPC codes and NB LDPC codes was set to 30. The PS amplitude probability distribution satisfied the M-B distribution.

Fig. 14, Fig. 15 demonstrate the FER performance of the 16QAM 2 × 2 MIMO systems with SE of 6.4 bits/s/Hz and 6.667 bits/s/Hz, respectively. In Fig. 14, compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5, the optimized 18-degree rotation for the binary LDPC-coded uniform rotated 16QAM system obtains a 1.97-dB diversity gain, and a further 0.33-dB shaping gain can be achieved with the optimized 18-degree rotation in the binary LDPC-coded PS1 rotated 16QAM system. Thus, the total performance gain of the proposed binary LDPC-coded PS1 16QAM MIMO system with SSD is 2.30 dB. Compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5, the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5 obtains a 0.44-dB coding gain, and optimized 18-degree rotation for the GF(16) LDPC-coded uniform rotated 16QAM system gives a 1.88-dB diversity gain. A further 0.44-dB shaping gain can be produced using the optimized 18-degree rotation in the GF(16) LDPC-coded PS1 rotated 16QAM system. Compared with the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5, the total performance gain of the optimal GF(16) LDPC-coded PS1 rotated 16QAM system is 2.32 dB.
In Fig. 15, optimized 18-degree rotation for the binary LDPC-coded uniform rotated 16QAM system gives a 2.70-dB diversity gain compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6, and we can achieve a further 0.20-dB shaping gain with the optimized 18-degree rotation of the binary LDPC-coded PS2 rotated 16QAM system. Thus, the total performance gain of the proposed binary LDPC-coded PS2 16QAM MIMO system with SSD is 2.90 dB. Compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6, the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6 gives a 0.48-dB coding gain, and the optimized 18-degree rotation for the GF(16) LDPC-coded uniform rotated 16QAM system produces a 2.49-dB diversity gain. We get a further 0.30-dB shaping gain using the optimized 18-degree rotation in the GF(16) LDPC-coded PS2 rotated 16QAM system. Compared with the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6, the total performance gain of the optimal GF(16) LDPC-coded PS2 rotated 16QAM system is 2.79 dB.

(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)

4. نتایج شبیه سازی

برای ارزیابی طرح PS با کد NB LDPC برای سیستم‌های MIMO مبتنی بر SSD در کانال‌های محو سریع، شبیه‌سازی‌های مونت کارلو برای تأیید افزایش عملکرد انجام شد. عملکرد نرخ خطای فریم سرتاسر (FER) در 10-3 در نظر گرفته شد. کدهای طول LDPC باینری 12000 بیت و 12600 بیت با درجه گره متغیر ثابت dv=3 برای 16QAM و 64QAM بود. برای اطمینان از مقایسه منصفانه، طول نماد کد GF(16) LDPC و GF(64) LDPC به ترتیب روی 3000 نماد و 2100 نماد تنظیم شد. میانگین درجه گره متغیر کدهای GF(16) LDPC dv=2.4 است، در حالی که کدهای GF(64) LDPC dv=2 است. کدهای باینری LDPC از الگوریتم رمزگشایی Log-BP استفاده می کنند، در حالی که کدهای NB LDPC از Log استفاده می کنند. رمزگشایی FFT-BP حداکثر زمان تکرار رمزگشایی برای هر دو کد LDPC باینری و کدهای NB LDPC روی 30 تنظیم شد. توزیع احتمال دامنه PS توزیع M-B را برآورده کرد.

شکل 14، شکل 15 عملکرد FER سیستم های MIMO 2×2 16QAM را با SE به ترتیب 6.4 بیت/ثانیه/هرتز و 6.667 بیت/ثانیه/هرتز نشان می دهد. در شکل 14، در مقایسه با سیستم بدون چرخش یکنواخت 16QAM کدگذاری شده باینری با کد LDPC با نرخ کد 4/5، چرخش 18 درجه ای بهینه شده برای سیستم 16QAM یکنواخت کدگذاری شده باینری با کد LDPC، افزایش تنوع 1.97 دسی بل را به دست می آورد. و با چرخش 18 درجه ای بهینه شده در سیستم 16QAM چرخشی PS1 کدگذاری شده باینری با کد LDPC می توان به افزایش شکل دهی 0.33 دسی بل دست یافت. بنابراین، کل افزایش عملکرد سیستم پیشنهادی باینری با کد LDPC PS1 16QAM MIMO با SSD 2.30dB است. در مقایسه با سیستم بدون چرخش یکنواخت 16QAM با کد باینری با کد LDPC با نرخ کد 4/5، سیستم بدون چرخش 16QAM با کد GF(16) LDPC با نرخ کد 4/5 کدگذاری 0.44 دسی بل را به دست می آورد. بهره، و چرخش 18 درجه ای بهینه شده برای سیستم 16QAM چرخشی یکنواخت با کد GF(16) با کد LDPC، بهره تنوع 1.88 دسی بل را می دهد. با استفاده از چرخش 18 درجه ای بهینه شده در سیستم 16QAM چرخشی PS1 با کد GF(16) با کد LDPC می توان افزایش شکل دهی 0.44 دسی بل تولید کرد. در مقایسه با سیستم بدون چرخش 16QAM با کد GF(16) LDPC با نرخ کد 4/5، سود کل عملکرد بهینه سیستم 16QAM چرخشی PS1 با کد GF(16) LDPC 2.32dB است.