شماره ركورد
34192
پديد آورنده
فاطمه خضريان
عنوان
مقابله با حملات جمينگ در شبكههاي چند ورودي چند خروجي انبوه فاقد سلول با كمك يادگيري تقويتي عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق گرايش مخابرات امن و رمزنگاري
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/30
استاد راهنما
سيد محمد رضوي زاده
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
شبكههاي چند ورودي چند خروجي انبوه فاقد سلول بهعنوان يكي از معماريهاي نوين نسل ششم ارتباطات، با بهرهگيري از نقاط دسترسي توزيعشده، امكان ارائه خدمات يكنواخت و كاهش تداخل ميان كاربران را فراهم ميكنند. در اين معماري، تعداد زيادي نقطه دسترسي با توان كم، بهصورت گسترده و غيرمتمركز در سطح ناحيه جغرافيايي توزيع شده و بهطور هماهنگ به كاربران خدمترساني ميكنند. اين ويژگي منجر به پوشش يكنواخت سيگنال، افزايش ظرفيت شبكه و بهبود بهرهوري انرژي ميشود. با اين حال، اين ساختار به دليل ماهيت توزيعشده و نياز به هماهنگي دقيق ميان واحدهاي مختلف، در برابر تهديدات امنيتي در لايه فيزيكي، به ويژه حملات فعال و هدفمند مانند جمينگ، آسيبپذير است. جمرها با تحليل شرايط لحظهاي شبكه نظير وضعيت كانال و الگوي ارسال كاربران، ميتوانند فرآيند آموزش كانال را مختل كرده و بهرهوري سيستم را بهطور محسوسي كاهش دهند. اين مسئله، لزوم طراحي راهكارهاي هوشمند و سازگار با محيطهاي پويا را برجسته ميسازد. با وجود تلاشهاي صورتگرفته، بسياري از روشهاي موجود مبتني بر بهينهسازي محدب هستند كه با فرض داشتن اطلاعات كامل از كانال و رفتار جمر، عملكرد مناسبي دارند. در اين پاياننامه، يك چارچوب يادگيري مبتني بر تعامل با محيط براي بهينهسازي همزمان توان ارسال در مراحل مختلف ارتباط ارائه شده است. از سوي ديگر، بهكارگيري رويكرد كاربر–محور به جاي استفاده از تمامي نقاط دسترسي، باعث شده است كه تنها زيرمجموعهاي از نقاط دسترسي مؤثر براي هر كاربر انتخاب شوند. اين امر ضمن كاهش سربار پردازشي و مصرف انرژي، تعادل بهتري در بهرهبرداري از منابع شبكه ايجاد كرده است. نتايج شبيهسازي نشان ميدهند كه چارچوب پيشنهادي در برابر حملات جمينگ توانسته است عملكردي پايدار و مقاوم ارائه دهد و بدون اتكا به اطلاعات كامل كانال يا رفتار مهاجم، مقادير نسبت سيگنال به نويز و بهرهوري طيفي نزديك به حالت بهينهي كلاسيك را فراهم آورد. اين ويژگي نشاندهندهي توانايي الگوريتمهاي يادگيري تقويتي در دستيابي به راهحلهاي تطبيقي و قابل اعتماد در شرايط غيرايستا و همراه با تهديدات امنيتي پيچيده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/27
عنوان به انگليسي
Countering Jamming Attacks in Cell-Free Massive MIMO Networks through Deep Reinforcement Learning
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فاطمه خضريان
چكيده به لاتين
Cell-free massive multiple-input multiple-output (MIMO) networks, as one of the innovative architectures of sixth-generation communications, utilize distributed access points to enable uniform service provision and reduce interference among users. In this architecture, a large number of low-power access points are widely and decentralizedly distributed across a geographical area, providing coordinated services to users. This feature results in uniform signal coverage, increased network capacity, and improved energy efficiency. However, due to its distributed nature and the need for precise coordination among various units, this structure is vulnerable to physical layer security threats, particularly active and targeted attacks such as jamming. Jammers, by analyzing instantaneous network conditions such as channel status and user transmission patterns, can disrupt the channel training process and significantly reduce system efficiency. This issue highlights the necessity of designing intelligent solutions adaptable to dynamic environments. Despite the efforts made, many existing methods are based on convex optimization, which perform well assuming complete knowledge of the channel and jammer behavior. In this thesis, a learning framework based on interaction with the environment is presented for simultaneous optimization of transmission power in various communication stages. On the other hand, employing a user-centric approach instead of using all access points has led to the selection of only a subset of effective access points for each user. This not only reduces processing overhead and energy consumption but also creates a better balance in network resource utilization. Simulation results show that the proposed framework has provided stable and resilient performance against jamming attacks and, without relying on complete channel information or attacker behavior, has achieved signal-to-noise ratio values and spectral efficiency close to the classical optimal state. This feature demonstrates the capability of reinforcement learning algorithms in achieving adaptive and reliable solutions in non-stationary conditions accompanied by complex security threats.
كليدواژه هاي فارسي
يادگيري تقويتي عميق، شبكههاي چندورودي-چندخروجي انبوه فاقد سلول، بهرهوري طيفي، مقابله با جمينگ، نمونهبرداري اولويتدار
كليدواژه هاي لاتين
Deep Reinforcement Learning, Cell-Free Massive MIMO Networks, Spectral Efficiency, Anti-Jamming, Prioritized Experience Replay
Author
Fatemeh Khezrian
SuperVisor
Seyed Mohammad Razavizadeh