论文原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10693282

引用格式：S. Jia et al., "Secrecy Performance Analysis of UAV-assisted Ambient Backscatter Communications with Jamming," in IEEE Transactions on Wireless Communications, doi: 10.1109/TWC.2024.3461800

摘要：因其低功耗低成本的优良特性，环境反向散射通信成为支撑无源物联网的核心技术。在无人机通信中，环境反向散射技术可帮助隔绝的物联网设备建立低成本低功耗的安全数据连接。本文针对环境反向散射辅助的无人机通信中的潜在的被动窃听者，通过引入多天线合作式干扰设备，进一步增强系统安全性能。在此基础上，本文通过借助双层高斯-切比雪夫积，分析了给出了空地链路和反向散射链路的安全中断容量表达式。蒙特卡洛仿真结果验证了本文分析的正确性。

系统模型：一个无人机，一个地面接收者（R），一个环境反向散射标签（T），一个反向散射接收者（D），一个合作式主动干扰设备（J），一个被动式窃听者（E）。其中无人机假设在固定高度H处充当基站，以提供到R的无线通信，同时可提供作为反向散射通信的RF源。T通过调节阻抗将其需要传送的信息调制到RF信号上，并发给接收者D。因此无线通信和环境反向散射通信链路可工作在相同的频段。为增强安全性，多天线的（J的天线数目为N_t，其余设备则假设为单天线设备）J对E主动发射干扰噪声。

图1 环境反向散射和主动干扰辅助的无人机安全通信系统模型

关键结论：本文通过分析求解，得到了安全中断容量的近似闭式表达式，研究表明对地面用户来说，由于存在干扰信道，安全阶数为零；对于反向散射接收者来说，串联信道的安全分散阶数主要取决于最差的信道情况；通过分配部分功率给主动干扰者可极大地提升安全性能表现；存在一个最优的无人机高度，使得地面和反向散射用户的安全通信性能达到最佳。

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