26712

طراحي اخلال‌گر بهينه براي شبكه‌هاي بدون سلول انبوه آنتني

كارشناسي ارشد

مهندسي برق - مخابرات- سيستم

1401/02/27

دكتر سيد محمد رضوي زاده

مهندسي برق

اهميت و جايگاه شبكه‌هاي بدون سلول انبوه آنتني در شبكه‌هاي بي‌سيم نسل پنجم و فراتر از آن در به همراه داشتن مزاياي كليدي سيستم‌هاي چند ورودي-چند خروجي انبوه، از جمله افزايش نرخ داده، بالا رفتن قابليت اطمينان، افزايش بازدهي طيفي و همچنين پاسخ به محدوديت‌هاي ذاتي شبكه‌هاي سلولي نظير كيفيت سرويس پايين در لبه سلول ناشي از فاصله زياد از مركز سلول و نيز مسئله واگذاري كاربران محرك است. با افزايش روز افزون دستگاه‌هاي متصل به شبكه و تقاضا كاربران براي دريافت كيفيت سرويس يكپارچه و بهتر در سراسر شبكه تمامي موارد ياد شده اهميت بالايي به خود مي‌گيرند و توانايي شبكه‌هاي سلولي در پاسخ به اين نيازها محدود است. از اين رو توجه به شبكه‌هاي بدون سلول انبوه آنتني حائز اهميت به نظر مي‌رسد. از سوي ديگر با افزايش دستگاه‌هاي متصل به صورت بي‌سيم و نيز ظهور فناوري‌هايي همچون اينترنت اشياء، تبادل اطلاعات شخصي و محرمانه در شبكه افزايش مي‌يابد. برقراري امنيت با تكنيك‌هاي پيچيده‌اي چون رمزنگاري در صورتي كه سيستم مهاجم از منظر محاسباتي قوي‌تر باشد كارايي بسزايي نخواهد داشت و نيز دستگاه‌هاي متصل در دنياي هوشمند به صورت ذاتي محدوديت در منابع و توانايي پردازش دارند. با در نظر گرفتن و بررسي امنيت لايه فيزيكي در شبكه‌هاي بي‌سيم، مي‌توان به بهبود امنيت كمك كرد و در برابر كاربران غير مجاز (شنودگر يا اخلال‌گر) مقاومت كرد. در اين پايان‌نامه، ايجاد اخلال در شبكه‌هاي بدون سلول انبوه آنتني مورد بررسي واقع شده كه به طور خاص شبكه‌هاي كاربر محور بدون سلول انبوه آنتني در نظر گرفته شده‌اند. بررسي حمله و ايجاد اخلال در اين شبكه‌ها عليرغم اهميت، موضوعي است كه كمتر به آن پرداخته شده و در اين پايان‌نامه اين حملات در لينك فراسو مورد مطالعه قرار گرفته است. بنابراين آنچه در اين پايان‌نامه مورد بررسي قرار گرفته است طراحي اخلال‌گر بهينه‌اي است كه به صورت هوشمند در مراحل ارسال دنباله آموزشي و ارسال اطلاعات در لينك فراسو در شبكه اخلال ايجاد مي‌كند تا بتواند بازدهي طيفي شبكه را به حداقل مقدار ممكن برساند. اين طراحي با بدست آوردن ضريب تخصيص توان اخلال‌گر صورت پذيرفته است.

1401/04/14

Designing Optimum Jammer for Cell-Free Massive MIMO Networks

5/17/2023 12:00:00 AM

The importance of cell-Free massive MIMO networks in the 5th generation wireless networks and beyond in bringing the key advantages of mass multi-input-multiple-output systems, including increased data rate, increased reliability, increased spectral efficiency, as well as responding to the limitations inherent in cellular networks, such as the low quality of service at the cell edges due to the large distance from the center of the cells, as well as the problem of handover. With the increasing number of devices connected to the network and the demand of users to receive integrated and better quality of service throughout the network, all of the above-mentioned items become very important, and the ability of cellular networks to respond to these needs is limited. Therefore, it seems important to pay attention to cell-free massive MIMO networks. On the other hand, with the increase of connected devices and the emergence of technologies such as the Internet of Things, the exchange of personal and confidential information on the network increases. Establishing security with complex techniques such as encryption will not be effective if the attacker's system is stronger from a computing point of view, and connected devices in the smart world are inherently limited in resources and processing capabilities. By considering physical layer security in wireless networks, one can help improve security and resist unauthorized users (eavesdroppers or jammers). In this thesis, jamming in cell-free massive MIMO networks is investigated, which are specifically considered user-centric cell-free networks. Investigating the attack and creating disruptions in these networks, despite its importance, is a topic that has not been addressed much, and in this thesis, these attacks are studied in the uplink. Therefore, what has been examined in this thesis is the design of an optimal jammer that intelligently disrupts the steps of sending the training sequence and sending information in the forward link in order to reduce the spectral efficiency of the network to the minimum possible value. This design is made by obtaining the jamming power allocation coefficient.

اخلال , شكبه كاربر محور بدون سلول , بازدهي طيفي , اخلال‌گر بهينه

Jamming , User-Centric Cell-Free Networks , Spectral Efficiency , Optimum Jammer

Ahmad Halimi Razlighi

Seyed Mohammad Razavizadeh