21987

21987

امنيت لايه فيزيكي در سيستم هاي موج ميليمتري با استفاده از شكل دهي پرتو هيبريدي

كارشناسي ارشد

مخابرات - سيستم

1399/2/21

دكتر سيد محمد رضوي زاده

برق

باتوجه به رشد تقاضاي داده ها در تلفن هاي همراه، نسل پنجم شبكه هاي مخابراتي قصد دارد تا از طيف موجود درباند امواج ميليمتري به منظور افزايش ظرفيت ارتباطات استفاده كنند. به همين علت امواج ميليمتري از تكنولوژي¬هاي اصلي براي غلبه برمشكل كمبود پهناي باند و در نتيجه افزايش نرخ داده ها به حساب مي آيد. از سوي ديگر به منظور غلبه بر ضعف انتشار كانال امواج ميليمتري، سيستم هاي چندورودي و چندخروجي با طراحي پيش كدگذار تركيبي آنالوگ/ديجيتال و تركيب معماري فرستنده و گيرنده در سيستم هاي موج ميليمتري به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. با اين حال، امنيت لايه ي فيزيكي در سيستم هاي چندورودي چندخروجي امواج ميليمتري و به خصوص مساله ي طراحي امن شكل دهي پرتو در اين سيستم ها به خوبي مورد بررسي قرار نگرفته است. در اين پايان نامه به بررسي يك سيستم موج ميليمتري چندكاربره در حضور يك شنودگر پرداخته شده است. در سيستم مورد نظر تعدادي گيرنده ي قانوني اطلاعات و يك شنودگروجود دارد. از اين رو با افزايش تعداد كاربران علاوه بر بهبود نرخ اطلاعات، مجموع نرخ محرمانگي نيز افزايش مي يابد. در اين پايان نامه با يكسان فرض كردن توان ارسالي تلاش مي شود يك مصالحه بين انتقال مطمئن اطلاعات و افزايش نرخ محرمانگي¬ هر كاربر برقرار كنيم؛ بنابراين مساله مورد نظر به اين صورت است كه مجموع نرخ محرمانگي براي كليه ي كاربران با وجود يك شنودگر، بيشينه شود. از آنجايي كه مساله طرح شده غير محدب است، پاسخ مناسب و كارآمدي وجود نخواهد داشت؛ لذا براي طراحي پيش كدگذار هاي تركيبي و حل اين مساله بهينه سازي عددي از روشي كه مبتني بر منطق SVD مي باشد استفاده مي كنيم به صورتي كه با استفاده از پيدا كردن پايه هاي كاربران براي رسيدن به جواب بهينه بهره مي بريم. سرانجام با كمك راه حل هاي رياضي و شبيه سازي كامپيوتري نشان مي دهيم كه در يك سيستم موج ميليمتري انبوه آنتني مي توان علاوه بر بهبود انتقال بي سيم، به يك نرخ محرمانگي مناسب نسبت به روش هاي معرفي شده دست يافت.

1399/04/11

Physical Layer Security In millimeter wave Using Hybrid Beamforming

5/11/2021 12:00:00 AM

Given the growing demand for data in mobile phones, the fifth generation of telecommunications networks intends to use the existing spectrum of mm wave in order to increase the communication capacity. due to this, the mm wave of high technology is used to overcome this lack of bandwidth and thus increasing the data rate.On the other hand, in order to overcome the weakness of the mm wave propagation, MIMO systems were widely considered with the design of analog / digital combination encoder and receiver architecture in millimeter - wave systems. however, physical layer security in mm wave systems and especially the safe design problem of beamforming in these systems is not well considered. in this thesis, a multi user system has been investigated in the presence of an eavesdropper. In addition to increasing the number of users in addition to improving the information rate, the confidentiality is also increased. in this thesis, we try to establish a compromise between reliable transmission of information and increasing the confidentiality of each user; so the problem is that the sum of the confidentiality of all users is maximum with the presence of an eavesdropper. Since the design problem is non - convex, there will be no appropriate and efficient response; hence, we use the method based on the SVD logic to design the combinatorial optimization problem and solve this problem in a way that is based on the use of the user bases to achieve an optimal solution. finally, with the help of mathematical solutions and computer simulation, we show that in addition to improving wireless transmission, there is an appropriate confidentiality rate compared to the recent methods.