Aerial Reconfigurable Intelligent Surfaces-Enabled Secured Wireless Communications: Performance Analysis and Optimization
Notice bibliographique
Résumé
Integrating aerial reconfigurable intelligent surfaces (ARIS) with unmanned aerial vehicles (UAVs) presents a significant opportunity to enhance the performance of wireless networks. This integration allows ARIS to be mounted on UAVs, providing greater configuration flexibility, establishing reliable air-ground connections, and enabling three-dimensional signal reflections. However, this integration also introduces unique challenges related to physical layer security (PLS). Addressing these security considerations is essential, given the significance of secure and reliable communication. In this paper, we investigate the PLS for ARIS to assist wireless communication systems. Our objective is to select the ARIS that maximizes the secrecy capacity of the proposed system model. Two selection approaches are considered, namely, optimal and sub-optimal ARIS selection, and analytical expressions for the secrecy outage probability and probability of non-zero secrecy capacity over Nakagami-m fading channels are derived. Additionally, we examine the impact of varying the number of UAVs and the locations of the eavesdropper in practical scenarios. Moreover, the collaborative scenario is investigated, where all UAVs cooperate to improve secrecy transmission. Each ARIS reflects identical copies of the transmitted signal on the same time-frequency channel without mutual interference. The optimization problem of UAV locations and RIS phase shifts to maximize the secrecy capacity under specific constraints is formulated and addressed using an improved particle swarm optimization technique. These scenarios highlight the potential of ARIS in achieving secure and efficient wireless communications. Simulation results verify the analytical derivations, highlighting the critical role of selecting the ARIS in enhancing secrecy performance. As revealed by simulations, doubling the number of UAVs leads to a notable improvement in the average secrecy rate by approximately 77.78%. The obtained results highlight the significance of the proposed ARIS-assisted system in enhancing the PLS for wireless communications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».