論文の概要: Dual-Domain Deep Learning-Assisted NOMA-CSK Systems for Secure and Efficient Vehicular Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.24763v1
- Date: Thu, 23 Oct 2025 13:41:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-30 15:50:44.401392
- Title: Dual-Domain Deep Learning-Assisted NOMA-CSK Systems for Secure and Efficient Vehicular Communications
- Title(参考訳): 安全かつ効率的な車載通信のためのデュアルドメイン深層学習支援NOMA-CSKシステム
- Authors: Tingting Huang, Jundong Chen, Huanqiang Zeng, Guofa Cai, Georges Kaddoum,
- Abstract要約: 本稿では、車両通信のための深層学習支援パワードメイン非直交多重アクセスカオスシフトキーリング(DL-NOMA-CSK)システムを提案する。
ディープニューラルネットワーク(DNN)ベースの復調器は、オフライントレーニング中に固有のカオス信号特性を学ぶように設計されている。
提案システムは、スペクトル効率(SE)、エネルギー効率(EE)、ビット誤り率(BER)、セキュリティ、ロバスト性の観点から優れた性能を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 36.359307639974524
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Ensuring secure and efficient multi-user (MU) transmission is critical for vehicular communication systems. Chaos-based modulation schemes have garnered considerable interest due to their benefits in physical layer security. However, most existing MU chaotic communication systems, particularly those based on non-coherent detection, suffer from low spectral efficiency due to reference signal transmission, and limited user connectivity under orthogonal multiple access (OMA). While non-orthogonal schemes, such as sparse code multiple access (SCMA)-based DCSK, have been explored, they face high computational complexity and inflexible scalability due to their fixed codebook designs. This paper proposes a deep learning-assisted power domain non-orthogonal multiple access chaos shift keying (DL-NOMA-CSK) system for vehicular communications. A deep neural network (DNN)-based demodulator is designed to learn intrinsic chaotic signal characteristics during offline training, thereby eliminating the need for chaotic synchronization or reference signal transmission. The demodulator employs a dual-domain feature extraction architecture that jointly processes the time-domain and frequency-domain information of chaotic signals, enhancing feature learning under dynamic channels. The DNN is integrated into the successive interference cancellation (SIC) framework to mitigate error propagation issues. Theoretical analysis and extensive simulations demonstrate that the proposed system achieves superior performance in terms of spectral efficiency (SE), energy efficiency (EE), bit error rate (BER), security, and robustness, while maintaining lower computational complexity compared to traditional MU-DCSK and existing DL-aided schemes. These advantages validate its practical viability for secure vehicular communications.
- Abstract(参考訳): セキュアで効率的なMulti-user(MU)伝送を保証することは、車両通信システムにとって重要である。
カオスベースの変調スキームは、物理層セキュリティの利点により、かなりの関心を集めている。
しかし、既存のMUカオス通信システム、特に非コヒーレント検出に基づくものは、基準信号伝送によるスペクトル効率の低下と直交多重アクセス(OMA)によるユーザ接続の制限に悩まされている。
スパースコード多重アクセス(SCMA)ベースのDCSKのような非直交的スキームは検討されているが、固定されたコードブックの設計のため計算複雑性が高く、柔軟性に欠けるスケーラビリティに直面している。
本稿では、車両通信のための深層学習支援パワードメイン非直交多重アクセスカオスシフトキーリング(DL-NOMA-CSK)システムを提案する。
ディープニューラルネットワーク(DNN)ベースの復調器は、オフライントレーニング中に固有のカオス信号特性を学習するように設計されており、カオス同期や参照信号伝送の必要性を排除している。
復調器は、カオス信号の時間領域と周波数領域情報を共同処理するデュアルドメイン特徴抽出アーキテクチャを採用し、動的チャネル下での機能学習を強化する。
DNNは、逐次干渉キャンセル(SIC)フレームワークに統合され、エラーの伝搬問題を軽減している。
理論解析と広範囲なシミュレーションにより,提案システムは従来のMU-DCSKや既存のDL支援方式に比べて計算量が少なく,スペクトル効率(SE),エネルギ効率(EE),ビットエラー率(BER),セキュリティ,ロバスト性を向上できることを示した。
これらの利点は、安全な車両通信のための実用可能性を検証する。
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