Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo

Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo Đánh giá hiệu năng bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình dưới sự tác động của phần cứng không hoàn hảo

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - PHẠM QUỐC HƯNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG BẢO MẬT VỚI KỸ THUẬT CHỌN LỰA NHIỀU NÚT CHUYỂN TIẾP ĐƠN TRÌNH DƯỚI SỰ TÁC ĐỘNG CỦA PHẦN CỨNG KHƠNG HỒN HẢO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - PHẠM QUỐC HƯNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG BẢO MẬT VỚI KỸ THUẬT CHỌN LỰA NHIỀU NÚT CHUYỂN TIẾP ĐƠN TRÌNH DƯỚI SỰ TÁC ĐỘNG CỦA PHẦN CỨNG KHƠNG HỒN HẢO CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN TRUNG DUY THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp.HCM, ngày 20, tháng 06, năm 2016 Học viên thực Phạm Quốc Hưng ii LỜI CÁM ƠN Lời em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS Trần Trung Duy hướng dẫn tận tình, bảo em suốt trình thực luận văn Cùng với tri thức tâm huyết Thầy trang bị cho em kiến thức vô quý báu để em vững tin bước tiếp đường Qua thời gian học tập lớp Cao Học 2014 Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cô – Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quỹ phát triển khoa học công nghệ quốc gia (Nafosted, 102.01 – 2014.33) tài trợ tạo điều kiện để em hồn thành tốt luận văn Và em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, anh chị đồng nghiệp bạn học chung khóa cao học 2014 động viên, giúp đỡ, tạo điều điện em hoàn thành tốt khóa học Tp.HCM, ngày 20, tháng 06, năm 2016 Học viên thực Phạm Quốc Hưng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chương 1- LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 1.1 Bảo mật lớp vật lý (Physical-Layer Security) 1.2 Các phương pháp chuyển tiếp bảo mật lớp vật lý 1.2.1 Kỹ thuật khuếch đại chuyển tiếp (AF) 1.2.2 Kỹ thuật giải mã chuyển tiếp (DF) 1.2.3 Kỹ thuật ngẫu nhiên chuyển tiếp (RF) 1.3 Các kỹ thuật phân tập kết hợp chuyển tiếp phân tập 1.3.1 Các kỹ thuật phân tập thông tin vô tuyến 1.3.2 Các kỹ thuật phân tập kết hợp 1.3.2.1 Kỹ thuật kết hợp lựa chọn (Selection Combining: SC) [11] 1.3.2.2 Kỹ thuật kết tỉ số tối đa (Maximal Rtio Combining MRC) [11] 1.3.2.3 Kỹ thuật kết hợp đồng (Equal-Gian Combining EGC) [12] 10 1.3.3 Các kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp 10 1.3.3.1 Phương pháp lựa chọn nút chuyển tiếp đơn trình (Partial Relay Selection) 11 1.3.3.2 Phương pháp lựa chọn nút chuyển tiếp tồn trình (Full Relay Selection) 12 1.4 Suy hao phần cứng (Hardware Impairments) 12 1.5 Lý chọn đề tài 13 Chương - MÔ HÌNH HỐ HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 14 2.1 Suy hao phần cứng (Hardware Impairments) 14 2.2 Bảo mật lớp vật lý (Physical-Layer Security) 15 2.3 Mơ hình đề xuất 16 2.4 Mơ hình hố kênh truyền 19 iv 2.5 Hiệu Năng Bảo Mật 20 2.5.1 Xác suất dừng bảo mật (Secrecy Outage Probability (SOP)) 20 2.5.2 Xác suất dung lượng bảo mật khác (Probability of Non-Zero Secrecy Capacity (PNSC)) 21 Chương - ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG BẢO MẬT 22 3.1 Xác suất dừng bảo mật (SOP) 22 3.2 Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) 28 Chương - MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 30 4.1 Xác suất dừng bảo mật (SOP) 30 4.2 Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) 35 KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 v DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify And Forward Khuếch đại chuyển tiếp CDF Cumulative Density Function Hàm phân phối tích lũy CSI Channel State Information Thơng tin trạng thái kênh truyền DF Decode and Forward Giải mã chuyển tiếp DT Direct transmission Truyền trực triếp EGC Equal Gain Combining Kỹ thuật kết hợp đội lợi cân MRC Maximal Ratio Combnining Kỹ thuật kết hợp tỉ số tối đa MIMO Multi-Input Multi-Output OP Outage Probability Xác suất dừng PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất PNSC Probability of Non-zero Secrecy Xác suất dụng lượng bảo mật Capacity khác RF Randomize and Forward Ngẫu nhiên chuyển tiếp RS Relay Station Trạm chuyển tiếp SC Selection Combining Kỹ thuật kết hợp lựa chọn SOP Secrecy Outage Probability Xác suất dừng bảo mật vi DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình bảo mật lớp vật lý Hình 1.2 Kỹ thuật kết hợp lựa chọn (Selection Combining: SC) Hình 1.3 Kỹ thuật kết hợp tỉ số tối đa (Maximal Ratio Combining MRC) Hình 1.4 Mơ hình chuyển tiếp phân tập 11 Hình 2.1 Mơ hình bảo mật lớp vật lý với phần cứng lý tưởng 15 Hình 2.2 Mơ hình đề xuất 16 Hình 4.1 Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo tỷ số cơng suất phát nhiễu  (dB)    5dB,15dB , M  , K  1,2,3 , Cth  0.1,   0.1 , xR  0.5 , xE  yE  0.5 30 Hình 4.2 Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo tỷ số cơng suất phát nhiễu  (dB)    5dB,20dB , M  2,3,6 , K  , Cth  0.1,   0.1 , xR  0.5 , xE  yE  0.5 31 Hình 4.3 Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo mức suy hao phần cứng   5dB , M  , K  , Cth  0.25,0.5,0.75 ,   [0,1] , xR  0.5 , xE   yE  0.5 32 xR   2.5dB , M  , K  1,2,3 , Cth  0.5 ,   0.1 , xR  [0,1] , xE  yE  0.5 33 Hình 4.4 Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ hồnh độ Hình 4.5 Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ tung độ yE   0dB , M  1,2,4 , K  1, Cth  0.25 ,   , xR  0.8 , xE  0.5 yE  0.1,0.9 33 Hình 4.6 Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) vẽ theo giá trị K M  , K  1,8 , xR 0.2,0.5,0.8 , xE  yE  0.5 34 Hình 4.7 Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) vẽ theo giá trị M M  1,10 , K    M / 2 , xR  0.5 xE  yE 0.2,0.4,0.7 35 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển dịch vụ truyền thông đa phương tiện thúc đẩy phát triển mạnh mẽ công nghệ truyền thông đời Để đạt yêu cầu thông lượng, mở rộng phạm vi phủ sóng cung cấp chất lượng dịch vụ tốt Kỹ thuật MIMO với phân tập thu phát cho phép tăng độ lợi phân tập hệ thống Tuy nhiên phải đảm bảo độ lợi phân tập anten máy thu máy phát thực tế việc thiết kết khó khăn Mạng chuyển tiếp vô tuyến đề xuất, với kỹ thuật nút mạng chuyển tiếp hợp tác với trình truyền dẫn để tăng độ lợi phân tập không gian hệ thống Tuy nhiên, người dùng khơng hợp pháp nghe lấy cấp thông tin hệ thống vô tuyến Vì vấn đề bảo mật ngày trở nên quan trọng thiết yếu Bảo mật lớp vật lý kỹ thuật đơn giản để đạt hiệu bảo mật mà khơng cần đến thuật tốn mã hoá phức tạp lớp Cho đến nay, hầu hết công bố giả sử phần cứng thiết bị hoàn hảo Tuy nhiên thực tế, phần cứng không hoàn hảo nhiễu gây từ nhiễu pha, khơng cân I/Q, khơng tuyến tính khuếch đại, v.v Ảnh hưởng suy hao phần cứng gây giảm hiệu mạng vô tuyến Luận văn nghiên cứu hiệu bảo mật với kỹ thuật chọn lưa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình tác động phần cứng khơng hồn hảo Hơn nửa, luận văn tập trung nghiên cứu sử dụng nút chuyển tiếp đơn phần để nâng cao hiệu bảo mật mạng chuyển tiếp tác động phần cứng khơng hồn hảo Nội dung luận văn chia làm ba chương cụ thể sau: Chương 1: Lý thuyết tổng quan Chương 2: Mơ hình hệ thống Chương 3: Mơ đánh giá kết CHƯƠNG - LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 1.1 Bảo mật lớp vật lý (Physical-Layer Security) Công nghệ viễn thơng gần có bước tiến nhảy vọt có vai trị ngày quan trọng xã hội, thơng tin vơ tuyến ngày phát triển mở nhiều dịch vụ song song với nhu cầu người sử dụng không ngừng nâng cao yêu cầu chủ yếu dịch vụ phong phú, tốc độ cao Đối với trao đổi thơng tin mang tính chất riêng tư, kinh doanh, chứng khốn thị trường ngồi địi hởi yêu cầu nêu hởi vừa phải mang tính xác (ở nơi thu thu bên phát gửi) vừa phải mang tính chất bảo mật Vấn đề bảo mật quan trọng đến thông tin liên quan đến quốc gia Trong thông tin nói chung bảo mật quan trọng, mà biết môi trường truyền thông tin vô tuyến môi trường truyền dẫn vô tuyến, môi trường dễ bị nghe trộm sử dụng trộm đường truyền, ví dụ thơng tin di động sử dụng kỹ thuật FMDA cần biết giải tần làm việc, khn dạng khung truyền ta dễ dàng thu trao đổi Bảo vệ quyền lợi thuê bao, bảo vệ bí mật liệu mạng cho thuê bao cần có phương pháp đặc biệt để đảm bảo truy cập máy thuê bao liệu gửi thuê bao định có đích cần nhận hiểu thơng tin nhận gì, tất kỹ thuật gọi kỹ thuật bảo đảm an tồn thơng tin Bảo mật truyền thơng vơ tuyến trở thành vấn đề nhà nghiên cứu qua tâm Bởi tính chất quảng bá kênh truyền vơ tuyến, tín hiệu truyền bị nghe trộm thiết bị nghe Trong thực tế có nhiều phương pháp bảo mật nhận dạng khác nhau, nhiên hầu hết thuật toán mã hóa, ví dụ DES, RSA… thuật toán chạy lớp ứng dụng phức tạp triển khai hệ thống [1],[2] Gần đây, kỹ thuật bảo mật thông tin lớp vật lý (Physical-Layer Security) thu hút nhiều quan tâm nhà nghiên cứu nước Trong phương pháp khai thác tính chất vật lý kênh truyền vô tuyến để tăng cường hiệu bảo mật mà không cần sử dụng công cụ mã hóa 29  b M t 1 CMt 1CMv t 11   K CKk   v k 1 PNSC      1    1  1   v  t  1 1   k 1   k2   K t 1 v0,vt 1 (3.25) Nhận xét 2: Không giống xác suất dừng bảo mật, xác suất dung lượng bảo mật khác không phụ thuộc vào giá trị mức độ suy hao phần cứng  30 CHƯƠNG - MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Trong chương này, mơ máy tính sử dụng phương pháp Monte Carlo thực để kiểm chứng kết phân tích lý thuyết Mơi trường mơ mặt phẳng hai chiều Oxy Trong mặt phẳng này, ta đặt nút nguồn cố định gốc toạ độ (0, 0), vị trí nút đích (1,0) Mục đích việc đặt tiêu chuẩn hố khoảng cách nguồn đích Các nút chuyển tiếp đặt nằm nút nguồn nút đích, với toạ độ  xR ,0   xR  1 Nút nghe E có vị trí  xE , yE  với  xE , yE  Từ vị trí này, ta dễ dàng tính khoảng cách vật lý nút sau: dRE   xR  xE  dSR  xR , dRD   xR , dSE  xE2  yE2  yE2 Trong tất mô phỏng, hệ số suy hao đường truyền cố định bởi:   4.1 Xác suất dừng bảo mật (SOP) Trong hình vẽ 4.1, xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo giá trị   P / N0  đơn vị dB Các thông số thiết lập nên mô là: số nút chuyển tiếp M 3, giá trị ngưỡng Cth 0.1, mức độ suy hao phần cứng  0.1, hồnh độ vị trí nút chuyển tiếp xR  0.5 , vị trí nút nghe 1,0.5 Quan sát từ hình vẽ, ta thấy giá trị SOP biến thiên theo giá trị  Cụ thể, giá trị  thấp, giá trị SOP giảm  tăng Tuy nhiên, SOP giảm xuống đến giá trị cực tiểu tăng lên theo gia tăng  Ví dụ, K  giá trị thấp SOP đạt   2.5dB Thơng qua hình 4.1, ta thấy rằng, giá trị SOP thấp K  Trong trường hợp K  1, giá trị SOP lớn nhiều so với trường hợp cịn lại Cuối cùng, ta quan sát giá trị SOP theo mô Monte-Carlo 31 (MoPhong) giá trị SOP theo tính tốn sát với (LyThuyet), điều kiểm chứng xác cho cơng thức tốn học Chương III Hình 4.1: Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo tỷ số công suất phát nhiễu  (dB)    5dB,15dB , M  , K  1,2,3 , Cth  0.1,   0.1 , xR  0.5 , xE  yE  0.5 Trong hình vẽ 4.2, ta giả sử số nút chuyển tiếp tốt chọn chặng thứ cố định  K   , sau ta thay đổi giá trị số nút chuyển tiếp M quan sát biến thiên SOP theo tăng  (đơn vị dB) Các tham số lại hệ thống thiết lập sau: Cth  0.1,   0.1 , xR  0.5 , xE  yE  0.5 Quan sát từ hình vẽ, ta thấy giá trị SOP giảm xuống số lượng nút chuyển tiếp tăng lên Một quan sát giá trị  tăng, giá trị SOP giảm Tuy nhiên,  đủ lớn, SOP không giảm mà tiến giá trị mà khơng cịn phụ thuộc vào  Một lần nữa, giá trị SOP lấy từ kết mô Monte-Carlo khớp với kết lý thuyết tính tốn Chương III 32 Hình 4.2: Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo tỷ số công suất phát nhiễu  (dB)    5dB,20dB , M  2,3,6 , K  , Cth  0.1,   0.1 , xR  0.5 , xE  yE  0.5 Trong hình vẽ 4.3, ta quan sát tác động suy hao phần cứng lên hiệu bảo mật SOP hệ thống Cụ thể, ta thay đổi giá trị đổi số giá trị  từ đến 1, đồng thời thay Cth quan sát biến đổi SOP theo biến thiên Các thơng số cịn lại hình vẽ 4.3   5dB , M  , K  , xR  0.5 , xE  yE  0.5 Quan sát từ hình vẽ, ta thấy giá trị SOP tăng mạnh theo gia tăng giá trị SOP giảm giá trị    Hơn nữa, Cth giảm Cuối cùng, ta thấy  22Cth    , giá trị SOP luôn Điều phù hợp với chứng minh Chương III 33 Hình 4.3: Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ theo mức suy hao phần cứng   5dB , M  , K  , Cth  0.25,0.5,0.75 ,   [0,1] ,  xR  0.5 , xE  yE  0.5 Trong hình vẽ 4.4, ta khảo sát ảnh hưởng vị trí nút chuyển tiếp lên giá trị SOP Nhìn vào hình vẽ, ta thấy rằng, giá trị SOP biến thiên mạnh theo vị trí khác nút chuyển tiếp Trong tất trường hợp mà K  1, 2,3 , ta thấy ln tồn vị trí tối ưu mà giá trị SOP thấp Mặt khác, ta thấy rằng, giá trị tối ưu K phụ thuộc vào vị trí nút chuyển tiếp Cụ thể: nút chuyển tiếp gần nguồn ( xR nhỏ) giá trị tốt K 3, nút chuyển tiếp gần đích giá trị tối ưu K Trong hình vẽ 4.5, ta khảo sát ảnh hưởng vị trí nút nghe E lên giá trị SOP Trong mô này, ta cố định hoàng độ xE 0.5 thay đổi giá trị tung độ yE từ 0.1 đến Nhìn vào hình vẽ, ta thấy giá trị SOP giảm mạnh với gia tăng giá trị yE Điều giải thích yE tăng, khoảng cách nút nghe 34 đến nút nguồn nút chuyển tiếp tăng Vì vậy, dung lượng kênh nghe giảm nên dung lượng bảo mật tăng lên, kéo theo giảm xác suất dừng bảo mật Hình 4.4: Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ hồnh độ xR   2.5dB , M  , K  1,2,3 , Cth  0.5 ,   0.1 , xR  [0,1] , xE  yE  0.5 35 Hình 4.5: Xác suất dừng bảo mật trung bình (SOP) vẽ tung độ yE   0dB , M  1,2,4 , K  1, Cth  0.25 ,   , xR  0.8 , xE  0.5 yE  0.1,0.9 4.2 Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) Trong mục này, ta khảo sát hiệu bảo mật xác suất dung lượng bảo mật khác mơ hình khảo sát Như đề cập Chương III, giá trị PNSC không phụ thuộc vào công suất phát suy hao phần cứng Ngược lại với hiệu xác suất dừng bảo mật (SOP), hiệu PNSC có giá trị lớn tốt Hình vẽ 4.6 nghiên cứu tác động giá trị K lên giá trị PNSC Các thơng số hình vẽ 4.6 là: M  , xE  yE  0.5 Nhìn vào hình vẽ, ta thấy tương ứng với vị trí nút chuyển tiếp tồn giá trị K tối ưu khác giá trị PNSC lớn (Điều thể hình 4.4) Cụ thể: giá trị tối ưu K 8; xR  0.2 xR  0.5 giá trị tốt K 5; xR  0.8 PNSC đạt giá trị lớn K=2 36 Hình 4.6: Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) vẽ theo giá trị K M  , K  1,8 , xR 0.2,0.5,0.8 , xE  yE  0.5 Trong hình vẽ 4.7, ta thay đổi giá trị M từ đến Rồi thì, tương ứng với giá trị M, ta thiết kế giá trị K theo công thức sau: K    M / 2 với  M / 2 số tự nhiên lớn khơng vượt q M / Ví dụ: M  K  1; M  10 K  Nhìn vào hình vẽ ta thấy rằng, giá trị PNSC tăng theo giá tăng số lượng nút chuyển tiếp Tương tự hình 4.5, vị trí nút nghe ảnh hưởng lớn đến hiệu mơ hình khảo sát Cụ thể, giá trị PNSC lớn nút E xa nút nguồn nút chuyển tiếp Cuối cùng, ta thấy từ hình vẽ 4.6 4.7 giá trị PNSC đạt từ mô Monte Carlo trùng với giá trị đạt từ lý thuyết Do đó, lần tính tốn lý thuyết luận văn lại kiểm chứng 37 Hình 4.7: Xác suất dung lượng bảo mật khác (PNSC) vẽ theo giá trị M M  1,10 , K    M / 2 , xR  0.5 xE  yE 0.2,0.4,0.7 38 KẾT LUẬN Trong phần này, học viên xin đúc kết lại kết đạt luận văn, thảo luận hướng phát triển đề tài Đầu tiên, luận văn nghiên cứu vấn đề bảo mật lớp vật lý tác động phần cứng khơng hồn hảo Để nâng cao hiệu bảo mật, luận văn đề xuất phương pháp chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn phần, để nâng cao hiệu bảo mật cho hai chặng Hơn nữa, cơng cụ tốn học sử dụng để đánh giá xác xác suất dừng bảo mật xác suất dung lượng bảo mật khác Cuối cùng, mô Monte Carlo sử dụng để kiểm chứng kết lý thuyết Từ hình vẽ, kết thú vị đạt từ giao thức đề xuất liệt kê sau: - Với xuất suy hao phần cứng, xác suất dừng bảo mật tăng (hiệu bảo mật hơn) tăng công suất phát nguồn nút chuyển tiếp Hơn nữa, phần cứng thiết bị hoàn hảo, giá trị xác suất dừng hội tụ giá trị công suất phát đủ lớn - Đề giảm xác suất dừng bảo mật, phương pháp sau áp dụng: i) tăng số lượng nút chuyển tiếp nguồn đích, ii) chọn lựa số lượng nút chuyển tiếp chặng (giá trị K) cách thích hợp, iii) chọn lựa nút chuyển tiếp có vị trí thích hợp - Một đặc tính quan trọng mơ hình đề xuất tìm Chương III hệ thống bị bảo mật điều kiện   22C  1   xảy Nói cách khác, th   mức độ suy hao phần cứng vượt ngưỡng cho phép   1/ 2Cth   , thông tin truyền không bảo mật - Đối với hiệu xác suất dung lượng bảo mật khác 0, luận văn chứng minh giá trị xác suất dung lượng bảo mật khác không phụ thuộc vào công suất phát mức suy hao phần cứng Tương tự hiệu xác suất dừng bảo mật, để nâng cao giá trị xác suất dung lượng bảo mật khác 0, hệ thống cần nhiều số nút chuyển tiếp, tối ưu hố giá trị K tối ưu vị trí nút chuyển tiếp 39 - Các kết mô Chương IV chứng minh đắn kết lý thuyết Để kết thúc luận văn, học viên xin nêu lên số hướng phát triển đề tài: - Phát triển mơ hình luận văn kênh truyền tổng quát Nakagamim hay Rician - Phát triển mơ hình luận văn mạng khơng đồng nhất, khoảng cách nút nguồn, nút nghe đến nút chuyển tiếp khác - Phát triển mô hình luận văn mạng mà mức suy hao phần cứng nút nguồn, nút chuyển tiếp, nút đích nút nghe khác - Phát triển mơ hình luận văn mạng chuyển tiếp nhiều đa chặng (multihop) 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A D Wyner, “The Wire-Tap Channel,” Bell Syst Tech J., vol 54, pp 1355-1367, 1975 [2] P K Gopala, L Lai and H E Gamal, “On the Secrecy Capacity of Fading Channels,” IEEE Trans Inf Theory, vol 54, no 10, pp 4687-4698, Oct 2008 [3] Laneman, J N., Tse, D N C., Wornell, G W, “Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior”, IEEE Transactions on Information Theory, vol 50, pp 3062–3080, 2004 [4] T T Duy and H.Y Kong, “Performance Analysis of Hybrid Decode- AmplifyForward Incremental Relaying Cooperative Diversity Protocol using SNR-based Relay Selection”, Journal of Communications and Networks (JCN), vol 14, no 6, pp 703-709, 2012 [5] T T Duy, B An and H.Y Kong , “A Novel Cooperative-Aided Transmission in MultiHop Wireless Networks”, IEICE Transactions on Communications, vol E93-B, no 3, pp 716-720, 2010 [6] T T Duy and V.N.Q Bao, “Multi-hop Transmission with Diversity Combining Techniques Under Interference Constraint”, In Proc of The International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC 2013), HCM City, Viet Nam, pp 131-135, 2013 [7] T L Thanh, T T Duy, V.N.Q Bao, and N.L Nhat, “Outage Performance with Selection Decode and Forward in Cognitive Radio with Imperfect CSI”, In Proc of International Conference on Green and Human Information Technology (ICGHIT), Ho Chi Minh City, Viet Nam, pp 156-161, 2014 [8] T L Thanh, V.N.Q Bao and T T Duy, “Capacity Analysis of Multihop Decode and Forward over Rician Fading Channels”, In Proc Of The International Conference on Computing, Management and Telecommunications (ComManTel 2014), Da Nang City, Viet Nam, pp 134-139, 2014 41 [9] T T Duy and H.Y Kong, “Performance Analysis of Incremental Amplify-andForward Relaying Protocols with Nth Best Partial Relay Selection under Interference Constraint”, Wireless Personal Communications (WPC), vol 71, no 4, pp 27412757, 2013 [10] T T Duy and H.Y Kong , “On Performance Evaluation of Hybrid Decode-AmplifyForward Relaying Protocol with Partial Relay Selection in Underlay Cognitive Networks”, Journal of Communications and Networks (JCN), vol 16, no 5, pp 502511, 2014 [11] T T Duy and V.N.Q Bao, “Multi-hop Transmission with Diversity Combining Techniques Under Interference Constraint”, In Proc of the International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC 2013), HCM City, Viet Nam, pp 131-135, 2013 [12] Vo Nguyen Quoc Bao and H Y Kong, “BER Performance of Decode-and-Forward Relaying Using Equal-Gain Combining over Rayleigh Fading Channels”, IEICE Trans Commun., vol E91-B, no 11, pp 3760-3763, 2008 [13] A Bletsas, A Khisti, D.P Reed, A Lippman,“A simple Cooperative DiversityMethodBased on Network Path Selection,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 24, no 3, pp.659-672, 2006 [14] T T Duy and H.Y Kong, "Performance Analysis of Hybrid Decode-AmplifyForward Incremental Relaying Cooperative Diversity Protocol using SNR-based Relay Selection", Journal of Commun Netw., vol 14, no 6, pp 703-709, Dec 2012 [15] V N Q Bao, L Q Cuong and K Hyung Yun, "Performance Analysis of Thresholdbased Relaying with Partial Relay Selection over Rayleigh Fading Channels", Proc ATC 2010, Hochiminh City, Oct 20-22, 2010 [16] Vo Nguyen Quoc Bao, D H Bac, L Q Cuong, L Q Phu, and T D Thuan, "Performance Analysis of Partial Relay Selection with Multi-Antenna Destination Cooperation", Proc ICTC, pp 1-5, Sep 2011, Seoul, Korea 42 [17] Vo Nguyen Quoc Bao and Tran T Duy, "Performance Analysis of Cognitive Underlay DF Relay Protocol with Kth best Partial Relay Selection", Proc ATC 2012, Hanoi, Vietnam, pp 130-135, Oct 2012 [18] T T Duy and H.Y Kong, "On Performance Evaluation of Hybrid Decode-AmplifyForward Relaying Protocol with Partial Relay Selection in Underlay Cognitive Networks", Journal of Commun Netw., vol 16, no 5, pp 502-511, 2014 [19] U Rizvi, G J M Janssen, and J Weber, “Impact of RF Impairments on the Performance of Multi-carrier and Single-carrier based 60 Ghz Transceivers,” in Proc 14th IEEE Symposium on Communications and Vehicular Technology in the Benelux, pp 1-5, Nov 2007 [20] E Bjornson, J Hoydis, M Kountouris, and M Debbah, “Hardware Impairments in Large-scale MISO Systems: Energy Efficiency, Estimation, and Capacity Limits,” in Proc DSP13, Santorini, Greece, 2013 [21] N Shende, O Gurbuz, and E Erkip, “Half-duplex or Full-duplex Relaying: A Capacity Analysis under Self-interference,” in Proc CISS’13, Baltimore, MD, pp – 6, 2013 [22] E Bjornson, A Papadogiannis, M Matthaiou, and M Debbah, “On the Impact of Transceiver Impairments on AF Relaying,” in Proc IEEE ICASSP13, Vancouver, Canada, May 2013 [23] E Bjornson, M Matthaiou, and M Debbah, “A New Look at Dual-hop Relaying: Performance Limits with Hardware Impairments,” IEEE Trans Commun., vol 61, no 11, pp 4512–4525, Nov 2013 [24] M Matthaiou and A Papadogiannis, “Two-way Relaying under the Presence of Relay Transceiver Hardware Impairments,” IEEE Commun Lett., vol 17, no 6, pp 1136 – 1139, 2013 [25] T T Duy, Vo Nguyen Quoc Bao, T Q Duong, "Secured Communication in Cognitive MIMO Schemes under Hardware Impairments", The International Conference on 43 Advanced Technologies for Communications (ATC 2014) , Ha Noi, Viet Nam, pp 109-112, Oct 2014 [26] Chu Tiến Dũng, Võ Nguyễn Quốc Bảo, Nguyễn Lương Nhật, Đánh giá ảnh hưởng suy giảm phần cứng lên hiệu bảo mật mạng chuyển tiếp hai chặng, Hội Thảo Quốc Gia 2014 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin, 9/2014 [27] J Mo, M Tao, and Y Liu, “Relay placement for physical layer security: A secure connection perspective,” IEEE Commun Lett., vol 16, no 6, pp 878–881, Jun 2012 [28] http://www.mathworks.com/, truy nhập ngày 04/06/2016 [29] https://www.wolfram.com/mathematica/, truy nhập ngày 04/06/2016 ... - PHẠM QUỐC HƯNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG BẢO MẬT VỚI KỸ THUẬT CHỌN LỰA NHIỀU NÚT CHUYỂN TIẾP ĐƠN TRÌNH DƯỚI SỰ TÁC ĐỘNG CỦA PHẦN CỨNG KHƠNG HỒN HẢO CHUN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60.52.02.08... cứu hiệu bảo mật với kỹ thuật chọn lưa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình tác động phần cứng khơng hồn hảo Hơn nửa, luận văn tập trung nghiên cứu sử dụng nút chuyển tiếp đơn phần để nâng cao hiệu bảo. .. vấn đề hiệu bảo mật với kỹ thuật chọn lựa nhiều nút chuyển tiếp đơn trình tác động phần cứng khơng hồn hảo 14 Chương - MƠ HÌNH HỐ HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 2.1 Suy hao phần cứng