Millimeter-wave (mmWave) non-orthogonal multiple access (NOMA) networks are considered to be a promising network architecture to address spectrum scarcity, massive connectivity and low latency in the Internet of Things (IoT). This paper investigates the cognitive power allocation scheme to evaluate the reliability and secrecy performance of secondary user in mmWave NOMA networks, where a base station (BS) provides services for primary and secondary users distributed in different regions in the presence of randomly located eavesdroppers. In the proposed cognitive power allocation scheme, under the condition that both the security and quality of service (QoS) of the primary user are first satisfied, the opportunistic service is provided to the secondary user. In addition, a sector eavesdropper-exclusion zone is introduced around BS to ameliorate the secrecy performance of the networks. Considering the path loss and blockage model of mmWave channels, and the secrecy performance of secondary user is comprehensively studied by using the stochastic geometry from three aspects: connection outage probability (COP), secrecy outage probability (SOP), and secrecy throughput (ST). The performance evaluation results have demonstrated that when the security constraint of the primary user is heightened, the secondary user's secrecy performance is weakened to varying degrees, but the tradeoff between security and reliability is improved. Moreover, the ST of the mmWave NOMA communication networks with cognitive power allocation outperforms the equivalent networks with mmWave OMA scheme.

中文翻译：

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安全毫米波 NOMA 网络的认知功率分配研究

毫米波 (mmWave) 非正交多址 (NOMA) 网络被认为是一种很有前途的网络架构，可以解决物联网 (IoT) 中的频谱稀缺、大规模连接和低延迟问题。本文研究了认知功率分配方案，以评估毫米波 NOMA 网络中次用户的可靠性和保密性能，其中基站 (BS) 为分布在不同区域的主要和次要用户提供服务，同时存在随机定位的窃听者。在提出的认知功率分配方案中，在首先满足主用户的安全性和服务质量(QoS)的条件下，向次用户提供机会服务。此外，在 BS 周围引入了一个扇区窃听者禁区，以改善网络的保密性能。考虑毫米波信道的路径损耗和阻塞模型，利用随机几何从连接中断概率（COP）、保密中断概率（SOP）和保密吞吐量（ST）三个方面综合研究次用户的保密性能. 性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到了提高。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。考虑毫米波信道的路径损耗和阻塞模型，利用随机几何从连接中断概率（COP）、保密中断概率（SOP）和保密吞吐量（ST）三个方面综合研究次用户的保密性能. 性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到改善。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。考虑毫米波信道的路径损耗和阻塞模型，利用随机几何从连接中断概率（COP）、保密中断概率（SOP）和保密吞吐量（ST）三个方面综合研究次用户的保密性能. 性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到了提高。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。并利用随机几何从连接中断概率（COP）、保密中断概率（SOP）和保密吞吐量（ST）三个方面综合研究次用户的保密性能。性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到了提高。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。并利用随机几何从连接中断概率（COP）、保密中断概率（SOP）和保密吞吐量（ST）三个方面综合研究次用户的保密性能。性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到了提高。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到了提高。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。性能评估结果表明，当主用户的安全约束提高时，次用户的保密性能不同程度减弱，但安全性和可靠性之间的权衡得到了提高。此外，具有认知功率分配的毫米波 NOMA 通信网络的 ST 优于具有毫米波 OMA 方案的等效网络。