گسترش روز افزون شبكه‌هاي بي‌سيم در سال‌هاي اخير و استفاده ناكارآمد از طيف فركانسي، موجب كمبود شديد اين منبع مخابراتي مهم شده است. در سال‌هاي گذشته تلاش‌هاي بسياري براي رفع اين مشكل و استفاده كارآمدتر از طيف فركانسي صورت گرفته است. در اين راستا، راه¬حل¬هاي متنوعي در سيستم‌هاي مخابراتي معرفي شده‌اند كه فناوري‌هاي راديو شناختي و انبوه آنتني دو فناوري مطرح در اين زمينه هستند. علاوه بر كارهاي بسياري كه پيرامون تحليل و توسعه اين دو فناوري به‌صورت مجزا انجام شده است، اخيراً برخي از مقالات به استفاده توأم از اين دو فناوري در سيستم‌هاي مخابراتي نيز پرداخته‌اند كه موجب بهره¬وري بيشتر از طيف فركانسي شده است. يكي ديگر از مسائلي كه از ديرباز در شبكه‌هاي مخابراتي مطرح بوده، بحث تداخل‌هاي عمدي در اين شبكه¬ها است. در مبحث تداخل عمدي، يك يا چند كاربر غيرمجاز (كاربران اخلال¬گر) سعي در توليد و ارسال يك سيگنال مشابه سيگنال اصلي و يا يك سيگنال مشابه نويز به‌منظور از كار انداختن لينك مخابراتي مجاز را دارند. لذا يكي از موضوعات مورد مطالعه در حوزه شبكه‌هاي بي‌سيم كه در سال‌هاي اخير توجه زيادي را نيز به خود جلب كرده است، شناسايي اين گونه حملات و مقابله با آن‌ها است. اينگونه مطالعات در مبحث كلانِ امنيت لايه فيزيكي در شبكه‌هاي بي‌سيم قرار مي¬گيرند. در اين پايان‌نامه، به مسئله ايجاد اخلال در شبكه‌هاي راديو شناختي انبوه آنتني مي‌پردازيم. به‌طور ويژه هدف ما در اين پايان‎نامه بررسي حمله‌اي است كه مي‌تواند از سوي يك اخلال‌گر در لينك فراسوي شبكه‌هاي راديو شناختي انبوه آنتني انجام شود. علي‌رغم اهميت اين موضوع، در ادبيات موجود كمتر به آن پرداخته شده است. در تحقيق انجام شده در اين پايان‌نامه، سعي شده تا از ديدگاه يك اخلال‌گر به سيستم مخابراتي نگريسته شود و حمله‌ي بهينه¬اي كه مي‌تواند از سوي يك اخلال‌گر هوشمند طراحي شود، شناسايي شود. نتايج حاصل از اين مطالعه مي‌توانند در گام بعدي، در طراحي روش‌هاي مقابله با اخلال در شبكه¬هاي راديو شناختي انبوه آنتني مورد استفاده قرار گيرند. به‌طور ويژه، حمله‌اي كه در اين پايان‌نامه مورد بررسي قرار مي‌دهيم، حمله در لينك فراسوي شبكه و در دو مرحله ارسال دنباله‌هاي آموزشي و ارسال داده از سوي كاربران است. در اين راستا، يك مسئله تخصيص بهينه توان براي اخلال¬گر بر مبناي حداقل¬سازي حداكثر بازدهي طيفي سيستم راديو شناختي انبوه آنتني تعريف مي‌گردد. با توجه به پيچيدگي مسئله بهينه‌سازي حاصل، سه روش كارآمد براي حل اين مسئله معرفي مي¬گردند و عملكرد اين سه روش از طريق شبيه¬سازي كامپيوتري با هم مقايسه مي‌شوند. نتايج حاصل از اين پايان‌نامه نشان مي‌دهد كه علي‌رغم عملكرد خوب و مزاياي سيستم¬هاي انبوه آنتني، افزايش زياد تعداد آنتن‌ها در شبكه‌هاي راديو شناختي انبوه آنتني، بهبودي در وضعيت امنيتي سيستم در حضور اخلال‌گر ايجاد نمي‌كند. همچنين مشاهده مي‌شود، شرايط حاصل از شبكه ثانويه نيز مانع از فعاليت اخلال‌گر نمي‌شود. واژه‌هاي كليدي: شبكه¬هاي راديو شناختي انبوه آنتني، امنيت لايه فيزيكي، اخلال، تخصيص توان، بهينه¬سازي.

1397/08/22

Jamming on Massive MIMO Cognitive Radio Networks

10/24/2018 12:00:00 AM