Non-orthogonal multiple access (NOMA) and ambient backscatter communication have been envisioned as two promising technologies for the Internet-of-things due to their high spectral efficiency and energy efficiency. Motivated by this fact, we consider an ambient backscatter NOMA system in the presence of a malicious eavesdropper. Under the realistic assumptions of residual hardware impairments (RHIs), channel estimation errors (CEEs) and imperfect successive interference cancellation (ipSIC), we investigate the physical layer security (PLS) of the ambient backscatter NOMA systems with emphasis on reliability and security. In order to further improve the security of the considered system, an artificial noise scheme is proposed where the radio frequency (RF) source acts as a jammer that transmits interference signals to the legitimate receivers and eavesdropper. On this basis, the analytical expressions for the outage probability (OP) and the intercept probability (IP) are derived. To gain more insights, the asymptotic analysis and corresponding diversity orders for the OP in the high signal-to-noise ratio (SNR) regime are carried out, and the asymptotic behaviors of the IP in the high main-to-eavesdropper ratio (MER) region are explored as well. Finally, the correctness of the theoretical analysis is verified by the Monte Carlo simulation results. These results show that compared with the non-ideal conditions, the reliability of the considered system is high under ideal conditions, but the security is low.

中文翻译：

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硬件受损的环境后向散射NOMA系统：可靠性和安全性

非正交多路访问（NOMA）和环境反向散射通信由于其高频谱效率和能效而被设想为物联网的两种有前途的技术。基于这一事实，我们考虑在存在恶意窃听者的情况下使用环境反向散射NOMA系统。在残留硬件减损（RHI），信道估计错误（CEE）和不完善的连续干扰消除（ipSIC）的现实假设下，我们研究了环境反向散射NOMA系统的物理层安全性（PLS），重点是可靠性和安全性。为了进一步提高所考虑系统的安全性，提出了一种人工噪声方案，其中射频（RF）源充当干扰器，将干扰信号传输到合法的接收器和窃听者。在此基础上，导出了中断概率（OP）和拦截概率（IP）的解析表达式。为了获得更多的见解，对高信噪比（SNR）方案中的OP进行了渐近分析和相应的分集阶数，并且在高主听者比例（MER）下IP的渐近行为）区域也将进行探索。最后，通过蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析的正确性。这些结果表明，与非理想条件相比，所考虑的系统在理想条件下的可靠性较高，但安全性较低。推导了停电概率（OP）和截获概率（IP）的解析表达式。为了获得更多的见解，对高信噪比（SNR）方案中的OP进行了渐近分析和相应的分集阶数，并且在高主听者比例（MER）下IP的渐近行为）区域也将进行探索。最后，通过蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析的正确性。这些结果表明，与非理想条件相比，所考虑的系统在理想条件下的可靠性较高，但安全性较低。推导了停电概率（OP）和截获概率（IP）的解析表达式。为了获得更多的见解，对高信噪比（SNR）方案中的OP进行了渐近分析和相应的分集阶数，并且在高主听者比例（MER）下IP的渐近行为）区域也将进行探索。最后，通过蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析的正确性。这些结果表明，与非理想条件相比，所考虑的系统在理想条件下的可靠性较高，但安全性较低。在高信噪比（SNR）方案中进行了OP的渐近分析和相应的分集阶数，并探索了在高主吸耳比（MER）区域中IP的渐近行为。出色地。最后，通过蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析的正确性。这些结果表明，与非理想条件相比，所考虑的系统在理想条件下的可靠性较高，但安全性较低。在高信噪比（SNR）方案中进行了OP的渐近分析和相应的分集阶数，并探索了在高主吸耳比（MER）区域中IP的渐近行为。出色地。最后，通过蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析的正确性。这些结果表明，与非理想条件相比，所考虑的系统在理想条件下的可靠性较高，但安全性较低。