Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)

Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)Nâng Cao Hiệu Năng Mạng Thứ Cấp Trong Vô Tuyến Nhận Thức Dạng Nền Với Sự Xuất Hiện Của Nút Nghe Lén Thứ Cấp (LV thạc sĩ)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - DƯƠNG HUỲNH QUANG PHÚC NÂNG CAO HIỆU NĂNG MẠNG THỨ CẤP TRONG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC DẠNG NỀN VỚI SỰ XUẤT HIỆN CỦA NÚT NGHE LÉN THỨ CẤP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2017 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - DƯƠNG HUỲNH QUANG PHÚC NÂNG CAO HIỆU NĂNG MẠNG THỨ CẤP TRONG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC DẠNG NỀN VỚI SỰ XUẤT HIỆN CỦA NÚT NGHE LÉN THỨ CẤP Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN TRUNG DUY THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TP.HCM, ngày 19 tháng 05 năm 2017 Học viên thực luận văn Dương Huỳnh Quang Phúc ii LỜI CẢM 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 Thầy trang bị cho em kiến thức vơ q báu để em vững tin bước tiếp đường Em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô – Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng sở TP.HCM giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức quan trọng suốt thời gian học tập Học Viện Bên cạnh em xin cảm ơn quý anh chị bạn khóa cao học 20152017 động viên, tạo điều kiện cho em hồn thành khóa học TP.HCM, ngày 19 tháng 05 năm 2017 Học viên thực luận văn Dương Huỳnh Quang Phúc iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương - LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 1.1 Mạng vô tuyến nhận thức 1.1.1 Khái niệm chung vô tuyến nhận thức 1.1.2 Các mơ hình vô tuyến nhận thức 1.1.3 Các kỹ thuật sử dụng vô tuyến nhận thức 1.1.3.1 Phương pháp thăm dò phổ (spectrum sensing) 1.1.3.2 Phương pháp thăm dò lượng (energy detection) 11 1.1.3.3 Kỹ thuật chia sẻ phổ tần overlay (spectrum overlay) 16 1.1.3.4 Kỹ thuật chia sẻ phổ tần underlay (spectrum underlay) 17 1.2 Bảo mật lớp vật lý 18 1.2.1 Khái niệm ưu điểm bảo mật lớp vật lý 18 1.2.2 Các phương pháp chuyển tiếp sử dụng bảo mật lớp vật lý 20 1.2.2.1 Khuếch đại chuyển tiếp af (amplify-and-forward) 21 1.2.2.2 Giải mã chuyển tiếp df (decode-and-forward) 21 1.2.2.3 Ngẫu nhiên chuyển tiếp rf (randomize-and-forward) 22 1.3 Lý chọn đề tài 22 1.4 Cấu trúc luận văn 24 Chương - MÔ HÌNH HỆ THỐNG 25 2.1 Mơ hình nghiên cứu 25 Chương - ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 35 3.1 Xác suất dừng (op) 35 iv 3.2 Xác suất nút nghe giải mã thành công liệu nhận (xác suất chặn (IP)) 42 Chương - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ LÝ THUYẾT 44 4.1 Môi trường mô 44 4.2 Ký hiệu hình vẽ 45 4.3 Kết biện luận kết 45 4.4 So sánh xác suất dừng trường hợp trường hợp 54 4.5 Kết luận 55 Chương - KẾT LUẬN 56 5.1 Kết luận 56 5.2 Các kết đạt 56 5.3 Hướng phát triển đề tài 57 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify and Forward Khuếch đại chuyển tiếp BS Base Station Trạm gốc CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố tích lũy CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh truyền DF Decode-and-Forward Giải mã chuyển tiếp PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất SOP Secrecy Outage Probability Xác suất dừng bảo mật Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời TDMA gian RF Randomize-and-Forward Ngẫu nhiên-và-chuyển tiếp vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các khoảng phổ sử dụng biểu diễn miền thời gian miền tần số Hình 1.2: Những khoảng truy cập động biểu diễn miền thời gian miền tần số Hình 1.3: Sử dụng phổ tần ba mơ hình vơ tuyến nhận thức Hình 1.4: Chu kỳ cảm biến Tp ảnh hưởng đến người dùng sơ cấp Hình 1.5: Khoảng cách cho phép để người dùng thứ cấp phát phổ tần với người dùng sơ cấp Hình 1.6: Sự kết hợp người dùng thứ cấp với 10 Hình 1.7: Phương pháp chia sẻ phổ tần 11 Hình 1.8: Những khoảng phổ trống biểu diễn miền thời gian tần số 12 Hình 1.9: Chia sẻ phổ tần dựa công nghệ truy nhập 16 Hình 1.10: Chia sẻ phổ tần dựa kỹ thuật Overlay 17 Hình 1.11: Chia sẻ phổ tần dựa kỹ thuật Underlay 18 Hình 1.12: Mơ hình bảo mật lớp vật lý 20 Hình 2.1: Mơ hình nghiên cứu luận văn 25 Hiǹ h 4.1: Môi trường mô 44 Hình 4.2: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  1,3,5 , I th   10dB,15dB ,  th  0.75, xR  0.3, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.1,  E  0.1  P  46 Hình 4.3: Xác suất dừng (OP) hàm số M M  1,10 , I th  0dB,  th  0.5, 0.75,1 , xR  0.5, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.5,  D  0.1,  E  0.1  P  0.1 47 vii Hình 4.4: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  2, 4 , I th   10dB,15dB ,  th  1, xR  0.7, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.15,  E  0.15  P  0.1 48 Hình 4.5: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  2,3, 4 , I th   5dB,15dB ,  th  0.5, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.08,  E  0.08,  P  0.05  IP  0.3 49 Hình 4.6: Xác suất dừng (OP) hàm số xR M  3, Ith  2.5dB,  th  1, xR   0.1, 0.9 , xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0,  E  0, P   IP  0.2, 0.3, 0.4 50 Hình 4.7: Xác suất dừng (OP) hàm số  IP M  3, I th  5dB,  th  1, xR  0.5, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.1, 0.2, 0.3 ,  D  0,  E  0, P   IP   0.1,0.9 51 Hình 4.8: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  1, 2, 6 , I th   0dB,15dB ,  th  1, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.2,  D  0.08,  E  0.08  P  0.05 53 Hình 4.9: Xác suất chặn (IP) hàm số I th (dB) M  1, 2, 6 , I th   0dB,15dB ,  th  1, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.2,  D  0.08,  E  0.08  P  0.05 54 Hình 4.10: So sánh xác suất dừng trường hợp trường hợp M  3, I th   10dB,15dB ,  th  0.75, xR  0.3, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.1,  E  0.1  P  54 MỞ ĐẦU Ngày này, tốc độ phát triển truyền thông vô tuyến tăng trưởng nhanh chóng Nó phục vụ số lượng lớn thiết bị thông minh Hơn nữa, điện thoại thơng minh tiêu thụ băng thơng nhiều thiết bị điện thoại truyền thống Cùng với phát triển ngày nhanh công nghệ, toán phân bổ phổ tần số cách hiệu trở thành vấn đề thiết yếu Để giải vấn đề cạn kiệt nguồn tài nguyên, khái niệm vô tuyến nhận thức đời Trong vơ tuyến nhận thức, có hai loại người dùng phân cấp người dùng sơ cấp người dùng thứ cấp Gần đây, người ta đề nghị mô hình Underlay để giải vấn đề sử dụng phổ liên tục cho người dùng thứ cấp Trong mơ hình Underlay hay gọi mơ hình dạng nền, người dùng thứ cấp sử dụng tần số lúc với người dùng sơ cấp, miễn can nhiễu tạo từ hoạt động người dùng thứ cấp đến người dùng sơ cấp phải nhỏ mức giới hạn cho phép Để tăng cường hoạt động mơ hình này, người ta sử dụng giao thức truyền thông hợp tác để chống lại vấn đề giới hạn công suất truyền, vấn đề fading kênh truyền Trong truyền thông hợp tác, số nút chuyển tiếp nằm nút nguồn nút đích giúp nút nguồn chuyển tiếp liệu đến nút đích Việc truyền liệu từ nút nguồn đến nút đích hệ thống truyền thông hợp tác diễn hai khe thời gian trực giao Tuy nhiên, hầu hết nghiên cứu liên quan đến truyền thông vô tuyến giả sử phần cứng thiết bị hồn hảo Nhưng thực tế phần cứng thiết bị khơng hồn hảo nhiễu pha, không cân I/Q không tuyến tính khuếch đại Sự khơng hồn hảo gây can nhiễu đến tín hiệu phát tín hiệu thu, ảnh hưởng đến hiệu hệ thống vô tuyến Trong luận văn này, nghiên cứu vấn đề bảo mật lớp vật lý, trọng đến thơng số hiệu Intercept Probability (IP) Hơn nữa, luận văn tập trung 47 Hình 4.3: Xác suất dừng (OP) hàm số M M  1,10 , I th  0dB,  th  0.5, 0.75,1 , xR  0.5, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.5,  D  0.1,  E  0.1  P  0.1 Trong hình 4.4 so sánh hiệu OP mơ hình đề xuất mơ hình tối ưu (OPT) M  2, 4 , I th   10dB,15dB ,  th  1, xR  0.7, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.15,  E  0.15  P  0.1 Nhìn vào hình vẽ ta thấy mơ hình OPT đạt hiệu tốt mơ hình đề xuất Tuy nhiên, ta thấy độ chênh lệch hiệu hai mơ hình không lớn Hơn nữa, giá trị I th thấp trung bình, giá trị OP hai mơ hình gần  Nhận xét 1: Với kết đạt trường hợp 1, ta có nhận xét sau:  Trong trường hợp này, nút nghe hồn tồn khơng có khả giải mã thành công liệu Đổi lại, hiệu mơ hình đề xuất thấp cơng suất phát nút chuyển tiếp bị giới hạn ngưỡng giao thoa tối đa từ nút sơ cấp xuất nút nghe Để nâng cao hiệu mạng thứ cấp 48 trường hợp này, số lượng nút chuyển tiếp nguồn đích cần đủ lớn để bù đắp suy giảm hiệu  Mơ hình đề xuất có hiệu xác suất dừng so sánh với mơ hình chọn lựa nút chuyển tiếp tối ưu OPT Hơn nữa, thực thi mơ hình đề xuất dễ dàng nhiều so với mơ hình OPT, đặc biệt số lượng nút chuyển tiếp nguồn đích lớn  Các kết mơ kiểm chứng xác biểu thức toán học đưa trường hợp Hình 4.4: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  2, 4 , I th   10dB,15dB ,  th  1, xR  0.7, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.15,  E  0.15  P  0.1  Trường hợp 2: Các nút chuyển tiếp biết đặc tính thống kê trung bình đến nút nghe 49 Trong hình 4.5, xác suất dừng OP vẽ theo giá trị I th (dB) M  2,3,4, I th   -5dB 15dB ,  th  0.5, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.08,  E  0.08 ,  P  0.05  IP  0.3 Tương tự trường hợp 1, mơ hình đề xuất đạt giá trị OP thấp tăng số lượng nút chuyển tiếp nguồn đích Cũng vậy, kết mô lý thuyết kiểm chứng lẫn Hình 4.5: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  2,3, 4 , I th   5dB,15dB ,  th  0.5, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.08,  E  0.08,  P  0.05  IP  0.3 50 Hình 4.6: Xác suất dừng (OP) hàm số xR M  3, Ith  2.5dB,  th  1, xR   0.1, 0.9 , xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0,  E  0,  P   IP  0.2, 0.3, 0.4 Hình 4.6 khảo sát ảnh hưởng vị trí nút chuyển tiếp lên giá trị OP M  3, Ith  2.5dB,  th  1, xR   0.1,0.9 , xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0,  E  0,  P   IP  0.2, 0.3, 0.4 Hình 4.6 cho ta thấy giá trị OP chịu ảnh hưởng lớn với thay đổi tham số  IP , có đánh đổi giá trị OP IP Cụ thể, để bảo mật thông tin tốt (  IP thấp), hệ thống phải chấp nhận giá trị OP lớn ngược lại Hình 4.6 cho ta thấy ln tồn vị trí tối ưu nguồn đích nút chuyển tiếp giá trị OP thấp Tương tự hình 4.4, hình 4.7 so sánh hiệu mơ hình đề xuất mơ hình tối ưu OPT M  3, I th  5dB,  th  1, xR  0.5, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.1, 0.2, 0.3 ,  D  0,  E  ,  P   IP   0.1, 0.9 Như phát biểu trên, giá trị OP giảm nhanh với gia tăng  IP Hơn nữa, ta thấy rằng, vị trí nút nghe ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịch vụ hệ thống Ta 51 dễ dàng thấy nút nghe E xa nút chuyển tiếp giá trị OP lớn Đó công suất phát nút cải thiện khoảng cách nút nghe nút chuyển tiếp lớn Cuối cùng, ta thấy từ hình 4.7 mơ hình đề xuất mơ hình OPT có hiệu tương đương  IP có giá trị nhỏ trung bình Hình 4.7: Xác suất dừng (OP) hàm số  IP M  3, I th  5dB,  th  1, xR  0.5, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.1, 0.2, 0.3 ,  D  0,  E  0,  P   IP   0.1,0.9  Nhận xét 2: Với kết đạt trường hợp 2, ta có nhận xét sau:  Trong trường hợp này, khả chặn nút nghe điều khiển tham số  IP Có nghĩa giá trị IP khơng vượt qua ngưỡng  IP Tuy nhiên, kết đưa cho ta thấy có đánh đổi 52 bảo mật độ tin cậy việc chuyển tiếp liệu Cụ thể, hệ thống muốn đạt độ bảo mật thông tin cao (  IP thấp), hệ thống phải chịu giá trị xác suất dừng lớn ngược lại  Đóng góp thêm vào nhận xét trường hợp 1: để nâng cao hiệu xác suất dừng hệ thống, việc tăng số lượng nút chuyển tiếp, hệ thống chọn nút chuyển tiếp có vị trí tốt mà giá trị OP thấp  Trong trường hợp này, mơ hình đề xuất có hiệu xác suất dừng so sánh với mơ hình chọn lựa nút chuyển tiếp tối ưu OPT  Các kết mơ kiểm chứng xác biểu thức toán học đưa trường hợp  Trường hợp 3: Các nút chuyển tiếp KHƠNG có thơng tin liên quan đến nút nghe Trong hình 4.8 4.9, xác suất dừng OP xác suất chặn IP biểu diễn hàm I th (dB) M  1,2,6, I th   0dB 15dB ,  th  1, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.2,  D  0.08,  E  0.08 ,  P  0.05 Như quan sát từ hình 4.8, giá trị OP giảm I th tăng Hơn nữa, khác với hình 4.2, 4.4 4.5, giá trị OP giảm giá trị I th lớn giá trị OP hình 4.2, 4.4 4.5 tiến tới giá trị bão hoà I th đủ lớn Ta giải thích điều cơng suất phát nút chuyển tiếp trường hợp khơng bị giới hạn có xuất nút nghe Trái ngược với giá trị OP, giá trị IP tăng theo gia tăng I th Nhìn vào hình vẽ, ta thấy khả nghe nút E phụ thuộc vào số lượng nút chuyển tiếp M Tuy nhiên, có thay đổi nhỏ giá trị IP M thay đổi Cuối cùng, kết mô lý thuyết trường hợp trùng khớp với nhau, kiểm chứng xác cho biểu thức tốn học tìm 53 Hình 4.8: Xác suất dừng (OP) hàm số I th (dB) M  1, 2, 6 , I th   0dB,15dB ,  th  1, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.2,  D  0.08,  E  0.08  P  0.05  Nhận xét 3: Với kết đạt trường hợp 3, ta có nhận xét sau:  Bởi nút chuyển tiếp khơng có thơng tin liên quan đến nút nghe lén, nút cố gắng phát với cơng suất tối đa Tuy nhiên, thể hình 4.9, giá trị IP lớn chí với giá trị I th trung bình  Các kết mơ kiểm chứng xác biểu thức tốn học đưa trường hợp 54 Hình 4.9: Xác suất chặn (IP) hàm số I th (dB) M  1, 2, 6 , I th   0dB,15dB ,  th  1, xR  0.4, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.2,  D  0.08,  E  0.08  P  0.05 4.4 So sánh xác suất dừng trường hợp trường hợp 2: Hình 4.10: So sánh xác suất dừng trường hợp trường hợp M  3, I th   10dB,15dB ,  th  0.75, xR  0.3, xP  0.5, yP  0.5, yE  0.3,  D  0.1,  E  0.1  P  55  Với đường thẳng màu xanh biểu thị cho trường hợp 1: Các nút chuyển tiếp có thơng tin trạng thái kênh truyền đến nút nghe  Với đường thẳng màu đỏ biểu thị cho trường hợp 2: Các nút chuyển tiếp biết đặc tính thống kê trung bình đến nút nghe Qua hình 4.10 ta có nhận xét sau:  Với cơng suất phát = 5dB xác suất dừng trường hợp nhỏ xác suất dừng trường hợp 4.5 Kết luận: - Kết lý thuyết có nhập cơng thức từ luận văn có trường hợp:  Các nút chuyển tiếp có thông tin trạng thái kênh truyền đến nút nghe  Các nút chuyển tiếp KHƠNG có thơng tin trạng thái kênh truyền tức thời đến nút nghe lén, nhiên nút biết đặc tính thống kê trung bình đến nút nghe  Các nút chuyển tiếp KHƠNG có thơng tin liên quan đến nút nghe Mỗi trường hợp đưa cơng thức tính OP (xác suất dừng) mơ cách nhập công thức vào Matlab - Kết mô sử dụng phương pháp Monte Carlo để kiểm chứng lý thuyết thực Matlab, kết mơ có số phép thử 105 5*105 giá trị xác suất dừng (OP) xác suất chặn (IP) tính số lần hệ thống dừng chia cho số phép thử - Sai biệt phát sinh số phép thử không đủ lớn (Ví Dụ: Để đạt xác suất dừng 0.1 hình 4.2 số phép thử khoảng từ 104 đến 105) - Với hệ thống thực tế xác suất dừng < 10-2 - 10-3 chấp nhận 56 CHƯƠNG - KẾT LUẬN 5.1 Kết luận - Bảo mật vấn đề cấp thiết quan trọng hệ thống truyền thông vơ tuyến, bảo mật lớp vật lý trở thành phương pháp đơn giản hiệu nhà nghiên cứu nước quan tâm - Trong luận văn này, học viên nghiên cứu đề tài bảo mật lớp vật lý, trọng đến thơng số hiệu Intercept Probability (IP) Đề tài xem xét phương pháp hiệu chỉnh công suất phát máy phát nhằm giảm xác suất đánh chặn IP nút nghe - Để nâng cao hiệu bảo mật, đề tài nghiên cứu mơ hình chuyển tiếp hai chặng sử dụng kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp kênh truyền Rayleigh fading mạng vô tuyến nhận thức dạng Cụ thể, luận văn đưa giải pháp nâng cao hiệu xác suất dừng hệ thống tác động mức giao thoa định mức, suy hao phần cứng định mức xác suất đánh chặn 5.2 Các kết đạt - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động phương pháp bảo mật lớp vật lý, từ đưa giải pháp nhằm nâng cao hiệu bảo mật cho hệ thống truyền thông chuyển tiếp khơng dây - Tìm hiểu phương pháp chuyển tiếp phân tập để nâng cao độ tin cậy cho việc truyền liệu thiết bị - Tìm hiểu khái niệm vô tuyến nhận thức, đặc biệt kỹ thuật truy cập dạng (Underlay) vô tuyến nhận thức - Tìm hiểu giao thức chuyển tiếp phân tập truyền thơng vơ tuyến - Tìm hiểu kỹ thuật bảo mật lớp vật lý thông số đánh giá hiệu bảo mật lớp vật lý 57 - Nghiên cứu khái niệm xác suất đánh chặn xác suất dừng hệ thống truyền thông vô tuyến - Thực mô Monte Carlo để kiểm chứng tính tốn - Từ kết đạt được, học viên đưa nhận xét để nêu ưu điểm khuyết điểm mơ hình 5.3 Hướng phát triển đề tài - Đánh giá hiệu mơ hình đề xuất kênh truyền tổng quát kênh Rician hay kênh Nakagami- m … - Nghiên cứu mơ hình với nhiều nút nghe lén, đặc biệt mơ hình mà nút nghe hợp tác với để chia thông tin nghe - Mô hình đề xuất mở rộng mạng chuyển tiếp đa chặng - Nghiên cứu mơ hình nút hoạt động chế độ song công (full-duplex) 58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J Mitola, G Q Maguire (1999), "Cognitive radio: making software radios more personal", IEEE Pers Commun., vol 6, no 4, pp 13-18 [2] X Vu, N Fu and F Labeau (2014), "Relay-Based Cooperative Spectrum Sensing Framework Under Imperfect Channel Estimation", IEEE Commu Lett., vol 19, no 2, pp 239-242 [3] O Simeone, I Stanojev, S Savazzi, Y Bar-Ness, U Spagnolini, and R Pickholtz (2008), "Spectrum leasing to cooperating secondary ad-hoc networks", IEEE Journal on Sel Areas in Commun., vol 26, no 1, pp 203- 213 [4] Y Guo, G Kang, N Zhang, W Zhou, and P Zhang (2010) "Outage performance of relay-assisted cognitive-radio system under spectrum-sharing constraints", Electron Lett., vol 46, no [5] Y Han and S H Ting (2009), "Cooperative Decode–and-Forward Relaying for Secondary Spectrum Access", IEEE Trans Wirel Commun., vol 8, no 10, pp 49454950 [6] T T Duy and H.Y Kong (2014), "Secondary Spectrum Access in Cognitive Radio Networks Using Rateless Codes over Rayleigh Fading Channels", Wirel Pers Commun., vol 77, no 2, pp 963-978 [7] Zhi Quan, Shuguang Cui, H Vincent Poor, and Ali H Sayed (2008) Collaborative Wideband Sensing for Cognitive Radios IEEE [8] C E Shannon, "Communication theory of secrecy systems", Bell system technical journal, vol 28, pp 656-715, 1949 [9] A Wyner, “The wire-tap channel”, Bell System Technical Journal, vol 54, no 8, pp 1355–1387, 1975 [10] H Alves, R D Souza, M Debbah, and M Bennis, “Performance of transmit antenna selection physical layer security schemes”, IEEE Signal Process Lett., vol 19, no 6, pp 372–375, 2012 [11] J Chen, R Zhang, L Song, Z Han, and B Jiao, “Joint relay and jammer selection 59 for secure two-way relay networks,” IEEE Trans Inf Forensics Security, vol 7, no 1, pp 310–320, 2012 [12] N Yang, H A Suraweera, I B Collings, and C Yuen, “Physical layer security of TAS/MRC with antenna correlation”, IEEE Transactions on Information Forensics and Security, vol 8, no 1, pp 254 – 259, 2013 [13] L Fan, X Lei, T Q Duong, M Elkashlan, and K Karagiannidis, “Secure multiuser multiple amplify –and - forward relay networks in presence of multiple eavesdroppers”, in IEEE GLOBECOM, Austin, USA, 8-12 December, 2014 [14] A P Shrestha and K S Kwak, “Performance of opportunistic scheduling for physical layer security with transmit antenna selection” EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol 2014:33, pp 1–9, 2014 [15] S Liu, Y Hong, and E Viterbo, “Practical secrecy using artificial noise”, IEEE Communications Letter, vol 17, no 7, pp 1483–1486, 2013 [16] L Wang, N Yang, M Elkashlan, P L Yeoh, and J Yuan, “Physical layer security of maximal ratio combining in two-wave with diffuse power fading channels”, IEEE Transactions on Information Forensics and Security, vol 9, no 2, pp 247–258, 2014 [17] D.-B Ha, T Q Duong, D.-D Tran, H.-J Zepernick, and T T Vu, “Physical layer secrecy performance over Rayleigh/Rician fading channels”, in The 2014 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC’14), Hanoi, Vietnam, Oct 15- 17, pp 113–118, 2014 [18] Xiangyun Zhou, Lingyang Song, Yan Zhang, Physical Layer Security in Wireless Communications, 15-Nov-2013 [19] Matthieu Bloch, Physical Layer Security, School of Electrical and Computer Engineering-Georgia Institute of Technology, August 2008 [20] N Sang, H.Y Kong, T T Duy, "Cognitive Multihop Cluster-based Transmission under Interference Constraint", The 18th IEEE International Symposium on Consumer Electronics (ISCE 2014), Jeju, Korea, pp 1-3, June 2014 [21] A D Wyner, The Wire-Tap Channel, Bell Syst Tech J., vol 54, pp 1355-1367, 1975 60 [22] 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 [23] M Jianhua, T Meixia, and L Yuan, “Relay Placement for Physical Layer Security: A Secure Connection Perspective”, IEEE Commun Lett., vol 16, no 6, pp 878-881, Jun 2012 [24] P N Son and H Kong, “Exact Outage Probability of a Decode-and-Forward Scheme with Best Relay Selection under Physical Layer Security”, Wireless Pers Commun., vol 74, no 2, pp 325-342, Jan 2014 [25] P N Son and H Kong, “Exact Outage Probability of Two-Way Decode-and-Forward Scheme with Opportunistic Relay Selection under Physical Layer Security”, Wireless Pers Commun., vol 77, no 4, pp 2889-2917, Aug 2014 [26] I Krikidis, J S Thompson, and S McLaughlin, “Relay Selection for Secure Cooperative Networks with Jamming”, IEEE Trans Wireless Commun., vol 8, no 10, pp 5003-5011, Oct 2009 [27] D Lun, H Zhu, A P Petropulu, and H V Poor, “Improving Wireless Physical Layer Security via Cooperating Relays”, IEEE Trans Signal Process., vol 58, no 3, pp 1875-1888, Mar 2010 [28] V N Q Bao, N Linh Trung, and M Debbah, “Relay Selection Schemes for Dualhop Networks under Security Constraints with Multiple Eavesdroppers”, IEEE Trans Wireless Commun., vol 12, no 12, pp 6076-6085, Dec 2013 [29] G Zheng, L.-C Choo, and K.-K Wong, “Optimal cooperative jamming to enhance physical layer security using relays”, IEEE Trans Signal Process., vol 59, no 3, pp 1317–1322, Mar 2011 [30] P T D Ngoc, T T Duy, V N Q Bao and H V Khuong, "Transmit Antenna Selection Protocols in Random Cognitive Networks under Impact of Hardware Impairments", The Third Nafosted Conference on Information and Computer Science (NICS2016), Danang city, Viet Nam, pp 38- 43, Sep 2016 61 [31] T T Duy and H.Y Kong, "Secrecy Performance Analysis of Multihop Transmission Protocols in Cluster Networks", Wireless Personal Communications (WPC), vol 82, no 4, pp 2505-2518, June 2015 [32] J N Laneman, D.N.C Tse, G.W Wornell, “Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior,” IEEE Trans on Info Theory, vol 50, no 12, pp 3062 – 3080, 2004 [33] Y Zou, B Champagne; W P Zhu and L Hanzo, “Relay-Selection Improves the Security-Reliability Trade-Off in Cognitive Radio Systems”, IEEE Transactions on Communications, vol 63, no 1, pp 215 – 228, Jan 2015 [34] Y Liu, L Wang, T T Duy, M Elkashlan,Trung Q Duong, "Relay Selection for Security Enhancement in Cognitive Relay Networks", IEEE Wireless Communications Letters, vol 4, no 1, pp 46-49, Feb 2015 [35] T T Duy, T Q Duong, T L Thanh and V N Q Bao, "Secrecy Performance Analysis with Relay Selection Methods under Impact of Co-channel Interference", IET Communications, vol 9, no 11, pp 1427-1435, Jul 2015 [36] D.-B Ha, Tung T Vu, T T Duy and V.N,Q Bao, "Secure Cognitive Reactive Decode-and-Forward Relay Networks: With and Without Eavesdropper", Wireless Personal Communications (WPC), vol 85, no 4, pp 2619-2641, Dec 2015 [37] T T Duy, T Q Duong, T L Thanh and V N Q Bao, "Secrecy Performance Analysis with Relay Selection Methods under Impact of Co-channel Interference", IET Communications, vol 9, no 11, pp 1427-1435, Jul 2015 [38] T T Duy and H.Y Kong, "Exact Outage Probability of Cognitive Two-Way Relaying Scheme with Opportunistic Relay Selection under Interference Constraint", IET Communications, vol 6, no 16, pp 2750-2759, Nov 2012 [39] 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, Aug 2013 ... QUANG PHÚC NÂNG CAO HIỆU NĂNG MẠNG THỨ CẤP TRONG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC DẠNG NỀN VỚI SỰ XUẤT HIỆN CỦA NÚT NGHE LÉN THỨ CẤP Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... cấp bị giới hạn 6 Hình 1.3: Sử dụng phổ tần ba mơ hình vô tuyến nhận thức 1.1.3 Các kỹ thuật sử dụng vô tuyến nhận thức Vô tuyến nhận thức đời giúp cho việc quản lý phổ tần tối ưu hơn, giải... 1.1.2 Các mơ hình vơ tuyến nhận thức Vơ tuyến nhận thức công nghệ cho phép tận dụng khoảng tần số nhàn rỗi tạo sách quy hoạch tần số tĩnh Hiện nay, công nghệ vô tuyến nhận thức thu hút mạnh mẽ