طراحی سیستم انتقال امن انرژی کارا برای اینترنت اشیا با یک رله غیرقابل اطمینان

Energy-Efficient Secure Transmission Design for the Internet of Things With an Untrusted Relay

مجله آی تریپل ای – IEEE

سال ۲۰۱۸

چکیده

ما در این مقاله در مورد انتقال اتصال روبه بالا در استقرار اینترنت اشیاء معمولی بحث می‌کنیم که در این استقرار، چندین سنسور، از طریق کمک یک رله غیرقابل اطمینان با یک کنترلر ارتباط برقرار می‌کنند. با در نظر گرفتن رله و اتصالات مستقیم، سه طرح زمان‌بندی مختلف، برای مقابله با پیچیدگی پیاده سازی برنامه ریزی کاربر در ارتباطات اینترنت اشیاء پیشنهاد می‌شود. برنامه زمان‌بندی بهینه (OS)، برنامه زمان‌بندی مبتنی بر آستانه (TS) و برنامه زمان‌بندی تصادفی (RS) از جمله این سه طرح هستند. برای هر یک از برنامه‌های زمان‌بندی، ابتدا عبارات فرم‌بسته را برای احتمال وقفه محرمانه (SOP) و بازده محرمانگی (ST) و مشخص کردن بازده انرژی امن (SEE) را اثبات می‌کنیم تا به طراحی انتقال انرژی‌کارا کمک کنیم. در نهایت، راه‌حل‌های عددی نشان می‌دهد که افزایش تعداد سنسورها، یک روش کارآمد است که تحت برنامه OS، امنیت و بازده انرژی را ارتقاء می‌بخشد. به علاوه، برنامه TS، معامله خوبی بین پیچیدگی پیاده سازی و عملکرد محرمانه ایجاد می‌کند.

Abstract

In this paper, we investigate secure uplink transmission in a typical Internet of Things (IoT) deployment, where multiple sensors communicate with a controller via the assistance of an untrusted relay. By taking both the relay and direct links into account, three different scheduling schemes, e.g., optimal scheduling (OS) scheme, threshold-based scheduling (TS) scheme, and random scheduling (RS) scheme, are proposed to cope with the implementation complexity of user scheduling in IoT communications. For each scheduling schemes, we first derive the closed-form expressions for the secrecy outage probability (SOP) and the secrecy throughput (ST), as well as characterizing the secure energy efficiency (SEE) to help facilitate an energyefficient secure transmission design. Finally, numerical simulations demonstrate that increasing the number of sensors is an efficient method to boost the security and energy efficiency under the OS scheme. Moreover, the TS scheme provides a good tradeoff between implementation complexity and secrecy performance.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد