Phân tích hiệu năng bảo mật của mạng chuyển tiếp hai chiều có thu thập năng lượng vô tuyến

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TUẤN QUANG PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG BẢO MẬT CỦA MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU CÓ THU THẬP NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2020 i Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa –ĐHQG -Tp HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Hồ Văn Khương Cán chấm nhận xét 1: GS TS Lê Tiến Thường ………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 2: PGS TS Võ Nguyễn Quốc Bảo ………………………………………………………………………… Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 10 tháng 01 năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch Hội đồng: PGS TS Đỗ Hồng Tuấn Thư ký Hội đồng: TS Huỳnh Phú Minh Cường Phản biện 1: GS TS Lê Tiến Thường Phản biện 2: PGS TS Võ Nguyễn Quốc Bảo Ủy viên: PGS TS Phạm Hồng Liên Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Tuấn Quang MSHV: Ngày, tháng, năm sinh: 02/08/1992 Nơi sinh: Hà Nội 1670329 Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông Mã số : 60 52 02 08 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG BẢO MẬT CỦA MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU CĨ THU THẬP NĂNG LƯỢNG VƠ TUYẾN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu, đánh giá hiệu hệ thống TWR có thu thập lượng, với mục tiêu cụ thể sau: - Đánh giá hiệu hệ thống chuyển tiếp hai chiều có thu thập lượng EH TWR - Nghiên cứu vấn đề bảo mật lớp vật lý mạng truyền thơng EH TWR - Đề xuất mơ hình nhằm đạt hiệu suất bảo mật cao - Xây dựng biểu thức toán học để đánh giá thông số bảo mật - Kiểm chứng biểu thức tốn học mơ Monte Carlo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : (Ghi theo QĐ giao đề tài) : 19/08/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: (Ghi theo QĐ giao đề tài) : 08/12/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS Hồ Văn Khương Tp HCM, ngày 23 tháng 12 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) iii LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy hướng dẫn PGS TS Hồ Văn Khương Em cảm ơn Thầy cho em hướng dẫn nhiệt tình chuyên môn, cách thức nghiên cứu giúp đỡ lúc em gặp khó khăn trình viết luận văn Nhờ có Thầy, em khơng học kiến thức chuyên môn mà cách làm việc, học tập cách nghiêm túc chuyên nghiệp Sự giúp đỡ, hướng dẫn Thầy giúp em hoàn thành luận văn cách tốt Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cơ mơn Viễn Thơng nói riêng khoa ĐiệnĐiện tử nói chung trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Bởi suốt chương trình học Thạc sĩ, Thầy Cơ tận tình giảng dạy, bảo cung cấp nhiều kiến thức chuyên môn giúp em hoàn thành luận văn việc nghiên cứu, làm việc sau Và lòng biết ơn em gia đình, họ cho em nhiều động lực tạo điều kiện tốt để em hồn thành luận văn Thạc sĩ Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến người bạn tơi ln chia sẻ, giúp đỡ Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 12 năm 2019 Học viên Nguyễn Tuấn Quang iv TÓM TẮT LUẬN VĂN Những năm gần thiết bị truyền thông di động thể vượt trội so với thiết bị truyền thông cố định tiện lợi tính động Lợi ích mạng viễn thơng mang lại điều phủ nhận đời sống đại ngày Khi đại dịch COVID-19 bùng phát khắp nơi giới hệ thống viễn thơng đóng vai trị cơng cụ lao động bắt buộc nhân viên WFH (Work from home: làm việc nhà) Trong giáo dục ghi nhận phát triển chưa có phần mềm, công cụ học online Và có thật hầu hết ngành nghề bị ảnh hưởng nặng nề tác động tiêu cực đại dịch, với nhân lực ngành viễn thơng di động khơng Để đáp ứng nhu cầu nhu cầu ngày tăng thiết bị di động, hệ thống truyền thông không dây phải phát triển nâng cao hiệu mạng Bên cạnh vấn đề bảo mật ngày quan tâm nhiều Vì lẽ kỹ thuật bảo mật lớp vật lý (PLS: Physical Layer Security) [1-3] dành quan tâm đặc biệt nhà nghiên cứu Bảo mật lớp vật lý kỹ thuật đơn giản, sử dụng tính chất vật lý kênh truyền khoảng cách, thông tin trạng thái kênh truyền để đạt hiệu bảo mật Để đạt băng thơng lớn, mạng viễn thơng cần có hiệu suất sử dụng phổ tần cao, điều mà thực hiệu thông qua mạng chuyển tiếp hai chiều Để đánh giá hiệu mạng truyền thông chuyển tiếp hai chiều có thu thập lượng, ta cần tìm biểu thức tốn học cho tiêu chí hiệu quan trọng như: xác suất dừng kết nối, xác suất dừng đánh chặn… Những biểu thức giúp việc thiết kế hệ thống diễn nhanh thuận tiện cho việc tối ưu thông số vận hành hệ thống Tóm lại, để đáp ứng yêu cầu bảo mật thông tin hiệu suất phổ cao, lượng vận hành hạn chế, thiết kế hệ thống nhanh, tơi chọn đề tài “Phân tích hiệu bảo mật mạng chuyển tiếp hai chiều có thu thập lượng vô tuyến” v ABSTRACT In recent years, mobile communication devices have outperformed fixed communication devices by their convenience and mobility The benefits of telecommunications network are undeniable in modern life today When the COVID-19 epidemic broke out around the world, the telecommunications system acted as a compulsory labor tool for WFH (work from home) employees In education, we have recognized the unprecedented development of online learning software and tools And it is also true that most industries are heavily affected by the negative effects of the pandemic, but not with the human resources of the mobile telecommunications industry To meet the increasing demands of mobile devices, wireless communication systems must evolve and improve network performance Besides, security is also getting more and more attention Therefore, the technique of physical layer security (PLS) [13] has won the special attention of researchers Physical layer security is a simple technique that uses the physical properties of the transmission channel such as distance, transmission channel status information to achieve effective security To achieve high bandwidths, telecommunications networks need to have high spectrum efficiency, which can be done effectively through two-way relay networks To evaluate the performance of a two-way relay communication network that collects energy, we need to find out mathematical expressions for important performance criteria such as: disconnection probability, interception probability These expressions make system design faster and more convenient for the optimization of system operating parameters In short, to meet the requirements of information security and high spectral efficiency, limited operating power, fast system design, I chose the thesis “Analysis on security performance of two-way relaying networks with energy harvesting” vi LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Tuấn Quang, học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Viễn Thơng, khóa 2016, Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh- Đại Học Quốc Gia TP.HCM Tôi xin cam đoan nội dung sau thật: - Cơng trình nghiên cứu hồn tồn tơi thực suốt q trình thực đề tài hướng dẫn PGS TS Hồ Văn Khương - Các tài liệu trích dẫn luận văn tham khảo từ nguồn thực tế, uy tín độ xác cao - Các số liệu kết mô thực cách độc lập hoàn toàn trung thực Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Học viên vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN IV TÓM TẮT LUẬN VĂN V ABSTRACT .VI LỜI CAM ĐOAN VII MỤC LỤC VIII DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT X DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH XI CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1 Sự gia tăng nhu cầu sử dụng liệu di động 1.1.2 Mức tiêu thụ lượng ngành viễn thông 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.3 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 10 1.6 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10 1.7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 1.8 BỐ CỤC LUẬN VĂN 11 CHƯƠNG CỞ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 13 2.1.1 Giới thiệu chung .13 2.1.2 Khái niệm hệ thống thông tin vô tuyến 13 2.1.3 Các tượng ảnh hưởng đến chất lượng kênh truyền 14 2.1.4 Mô hình kênh truyền Rayleigh 15 2.2 BẢO MẬT GIAO TIẾP KHÔNG DÂY LỚP VẬT LÝ 15 2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ 18 2.3.1 Dung lượng kênh 18 2.3.2 Dung lượng bảo mật 19 2.3.3 Xác suất dừng bảo mật .21 2.3.4 Xác suất dừng kết nối .21 viii 2.3.5 Xác suất dừng đánh chặn 21 2.4 THU THẬP NĂNG LƯỢNG 22 2.5 MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU .23 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG BẢO MẬT 26 3.1 MƠ HÌNH HỆ THỐNG 26 3.2 XÂY DỰNG BIỂU THỨC SNR CHO KÊNH THÔNG TIN VÀ KÊNH NGHE LÉN 29 3.2.1 Phân tích tín hiệu x1 31 3.2.2 Phân tích tín hiệu x2 34 3.3 ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG KẾT NỐI VÀ XÁC SUẤT DỪNG ĐÁNH CHẶN 37 3.3.1 Đánh giá xác suất dừng kết nối 37 3.3.2 Đánh giá xác suất dừng đánh chặn 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT 56 4.1 THIẾT LẬP HỆ THỐNG 56 4.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 56 4.2.1 Xác suất dừng kết nối .57 4.2.2 Xác suất dừng đánh chặn 59 4.2.3 Hiệu đánh chặn hệ thống 61 4.2.4 Sự ảnh hưởng thông số khác đến COP IOP 63 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU KẾ TIẾP 74 5.1 KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC 74 5.2 KẾT LUẬN CHUNG 75 5.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU KẾ TIẾP 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify and Forward Khuếch đại chuyển tiếp BS Base Station Trạm gốc CAGR Compound Annual Growth Rate CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố tích lũy COP Connection Outage Probability CSI Channel State Information Xác suất dừng kết nối Thông tin trạng thái kênh DF Decode-and-Forward Giải mã chuyển tiếp EE EH Energy Efficiency Energy harvesting Hiệu suất lượng Thu thập lượng IOP Interception Outage Probability PDF Probability Density Function Xác suất dừng đánh chặn Hàm mật độ xác suất RF Randomize-and-Forward RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SOP Secrecy Outage Probability Xác suất dừng bảo mật TDMA Time Division Multiple Access TWR Two-way relaying Tốc độ tăng trưởng năm kép truyền Ngẫu nhiên-và-chuyển tiếp Đa truy cập phân chia theo thời gian Chuyển tiếp hai chiều x Hình 4.10 Sự ảnh hưởng hệ số chuyển tiếp thời gian α lên COP2 IOP2 Nhận xét giải thích Hình 4.9 hình 4.10 thể ảnh hưởng thông số chuyển tiếp thời gian α lên mạng EH TWR Hai hình minh họa lại lần xác nhận tính đắn biểu thức COP IOP Muốn hệ thống bảo mật IOP phải lớn COP Ta có α hệ số thời gian cấp phát để truyền nhận lượng EH, α tăng thời gian dành cho việc thu thập lượng nhiều dẫn đến việc giảm thời gian dành cho 66 chuyển tiếp thông tin (1- α) Lưu lượng thông tin truyền nhận S1, S2 R giảm lưu lượng dành cho việc jamming giảm dẫn đến hiệu suất bảo mật bị giảm Thêm vào đó, chọn hệ số chuyển tiếp thời gian α thích hợp ta chọn khoảng mà IOP lớn COP Sự tồn α tối ưu đến từ thực tế R nên cân đối thời gian cho trình EH thời gian truyền phát Khi giá trị α nhỏ S1 dễ đạt trạng thái bảo mật cao S2 ngược lại, α tăng S2 dễ đạt trạng thái bảo mật Hình 4.11 4.12 thể thay đổi COP IOP thay đổi thông số chuyển đổi lượng β 67 Hình 4.11 Sự ảnh hưởng thông số chuyển đổi lượng β lên COP1 IOP1 68 Hình 4.12 Sự ảnh hưởng thơng số chuyển đổi lượng β lên COP2 IOP2 Nhận xét giải thích Hình 4.11 hình 4.12 cho ta thấy, hệ số chuyển đổi lượng β cịn lớn COP IOP nhỏ Xét nguồn S1 ta nhận thấy giá trị β nhỏ nguồn S1 dễ đạt trạng thái bảo mật cịn nguồn S2 dù có tăng β ln trạng thái bảo mật Điều đến từ thực tế hệ số chuyển đổi lượng lớn mạng chuyển tiếp thu thập thêm nhiều lượng cho việc xử lý thơng tin, 69 từ IOP giảm Từ hai hình 4.11 4.12 cho ta nhìn nguồn S2 dễ đạt trạng thái bảo mật Hình 4.13 hình 4.14 thể thay đổi COP IOP ta thay đổi thơng số khoảng cách mạng chuyển tiếp dR Hình 4.13 Sự ảnh hưởng khoảng cách R COP1 IOP1 70 Hình 4.14 Sự ảnh hưởng khoảng cách R COP2 IOP2 Nhận xét giải thích Khi dR thay đổi vùng bảo mật thay đổi Nếu với nguồn S2 tăng dR vùng bảo mật bị thu hẹp biểu bị qua khơng gian có IOP lớn COP giảm đi, với nguồn S1 ban đầu với giá trị dR nhỏ khơng bảo mật dR tăng vùng bảo mật xuất Điều hợp lý lẽ dR có giá trị thấp, R gần nguồn S2 dẫn đến COP2 thấp nhiều so với IOP2 dR tăng dẫn đến vị trí R gần S1 S1 dễ đạt trạng thái bảo mật Ngồi ta cịn nhận thấy thay đổi Pj COP khơng bị ảnh hưởng, với phần phía Hình 4.15 hình 4.16 thể thay đổi vùng bảo mật nguồn S1 S2 ta thay đổi tốc độ ngưỡng Rth 71 Hình 4.15 Sự ảnh hưởng tốc độ ngưỡng Rth lên COP1 IOP1 72 Hình 4.16 Sự ảnh hưởng tốc độ ngưỡng Rth lên COP2 IOP2 Nhận xét giải thích Một lần ta thấy thay đổi Pj COP khơng thay đổi, điều dẫn đến việc trùng hai đường thẳng mô Khi Rth tăng COP tăng theo có khác biệt hai nguồn Nếu S2 ban đầu đạt trạng thái bảo mật sau Rth tăng, vùng bảo mật bị thu hẹp lại; với nguồn S1 ban đầu khơng bảo mật Rth tăng hệ thống đạt trạng thái bảo mật Điều rút Rth nhỏ nguồn S2 bảo mật S1 73 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU KẾ TIẾP 5.1 KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC Báo cáo đề xuất giúp đỡ thiết bị gây nhiễu thân thiện để tăng bảo mật cho hệ thống EH TWR Các biểu thức COP IOP riêng biệt cho việc đánh giá hiệu bảo mật hệ thống đưa sau kiểm nghiệm mơ Monte-Carlo Nhiều kết cho thấy (i) thiết bị gây nhiễu thân thiện giúp ích hiệu việc ngăn thiết bị nghe khỏi việc ăn cắp thông tin từ nguồn phát, (ii) vị trí mạng chuyển tiếp R ảnh hưởng nhiều đến khả bảo mật, (iii) việc chọn hệ số chuyển tiếp thời gian α hợp lý cho vùng bảo mật (nơi mà có IOP lớn COP) (iv) hiệu bảo mật hệ thống tăng đáng kể hệ số chuyển đổi lượng β tăng Các kết đạt luận văn tóm tắt sau: - Nghiên cứu hệ thống bảo mật chuyển tiếp hai chiều có thu thập lượng, - Nghiên cứu mơ hình bảo mật lớp vật lý phương pháp nâng cao hiệu bảo mật - Khảo sát mô kênh truyền fading Rayleigh kênh fading Rayleigh có thay đổi thông số công suất nhiễu Pj hay tốc độ ngưỡng Rth - Mơ mơ hình đề xuất đánh giá thông số hiệu hệ thống xác suất dừng kết nối kênh thông tin xác suất dừng đánh chặn kênh nghe - Đưa biểu thức toán học dạng tường minh đánh giá thông số hiệu hệ thống Tất biểu thức toán học kiểm chứng mô Monte Carlo 74 5.2 KẾT LUẬN CHUNG Luận văn nghiên cứu vấn đề bảo mật lớp vật lý mạng chuyển tiếp hai chiều có thu thập lượng Đóng góp luận văn xây dựng mơ hình, đưa biểu thức toán học đánh giá hiệu xác suất dừng kênh thông tin hiệu xác suất chặn nút nghe Hơn nữa, biểu thức toán học đưa dạng tường minh kiểm chứng thông qua mô máy tính theo phương pháp Monte Carlo Để nâng cao hiệu hệ thống trước công nút nghe lén, phương pháp hiệu sử dụng là: - Sử dụng mạng chuyển tiếp để giảm xác suất dừng kết nối tăng xác suất dừng đánh chặn để giảm khả nghe - Sử dụng kỹ thuật thu thập lượng vô tuyến vừa cung cấp lượng cho mạng chuyển tiếp R vừa tăng tính bảo mật hệ thống 5.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU KẾ TIẾP Đề tài luận văn phát triển theo hương sau: - Xem xét kênh truyền tổng quát kênh fading Nakagami-m hay kênh fading Rician, v.v - Xem xét môi trường vô tuyến nhận thức dạng với nhiều nút nghe xuất mạng thứ cấp - Nâng cao chất lượng dịch vụ kênh thông tin cách nghiên cứu mơ hình chuyển tiếp đa chặng đa đầu vào đa đầu (MIMO) - Khảo sát hiệu bảo mật khác hệ thống xác suất dừng bảo mật, xác suất dung lượng bảo mật khác dung lượng bảo mật trung bình 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 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 [2] 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 [3] T T Duy, P N Son, “Secrecy Performances of Multicast Underlay Cognitive Protocols with Partial Relay Selection and without Eavesdropper’s Information”, KSII Trans on Internet and Information Systems, vol 9, no 11, pp 4623-4643, Nov 2015 [4] C Company, Cisco visual networking index: “Global mobile data traffic forecast update, 2017 – 2022”, 2018 [5] E Calvanese Strinati and L H²rault, “Holistic approach for future energy efficient cellular networks”, Elektrotechnik und Informationstechnik, vol 127, no 11, pp 314 320, Nov 2010 [6] T Edler and S Lundberg, “Energy efficiency enhancements in radio access networks”, Ericsson review, vol 81, pp 42 51, 2004 [7] HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD., “Improving energy efficiency, lower CO2 emission and TCO”, Whitepaper, Huawei energy efficiency solution, http://www.mobilontelecom.com/upload/Huawei-Energy-Efficiency-White-Paper.pdf [8] D Lister, “An operator's view on green radio, Keynote Speech, Green Communication”, 2009 [9] HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD., “Save energy and reduce emissions to achieve sustainable development and improve corporate competitiveness”, Huawei Whitepaper for Saving Energy and Reducing Emissions, 2012, https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=2ahUKEwjvx56n3 L7mAhUDHXAKHdiRBqwQFjAAegQIARAC&url=https%3A%2F%2Fwww.huawei.com%2Filin k%2Fen%2Fdownload%2FHW_076768&usg=AOvVaw17TSt94PBcl-c7MxZiwOKk [10] A Khisti and G W Wornell, “Secure Transmission with Multiple Antennas-Part I: The MISOME Wire-Tap Channel”, IEEE Trans Inf Theory, vol 56, no 7, pp 3088–3104, Jul 2010 [11] Y Zou, X.Wang, and W Shen, “Optimal Relay Selection for Physical-Layer Security in Cooperative Wireless Networks”, IEEE J Sel Areas Commun., vol 31, no 10, pp 2099–2111, Oct 2013 [12] Y W P Hong, P C Lan, and C C J Kuo, “Enhancing physical layer secrecy in multi-antenna wireless systems: An overview of signal processing approaches”, IEEE Signal Process Mag., vol 30, no 5, pp 29–40, Sep 2013 [13] A Yenner and S Ulukus, “Wireless Physical-Layer Security: Lessons Learned from Information Theory”, Proc IEEE, vol 103, no 10, pp 1814-1825, Sep 2015 76 [14] N Yang, L Wang, G Geraci, M Elkashlan, J Yuan, and M D Renzo, “Safeguarding 5G Wireless Communication Networks Using Physical Layer Security”, IEEE Commun Mag., vol 53, no 4, pp 20-27, Apr 2015 [15] Wyner D “The Wire-Tap Channel” Bell Syst Tech J 1975;54(8):1355-1387 [16] Cheong SLY, Hellman M “The Gaussian Wire-Tap Channel” IEEE Trans Inf Theor 1978;24(4):451-456 [17] Mukherjee A, Fakoorian SA, Huang J., Swindlehurst AL “Principles of Physical Layer Security in Multiuser Wireless Networks: A Survey” IEEE Commun Surv Tutor 2014;16(3):1550-1573 [18] Zheng TX, Wang HM, Yuan JH, Han Z, Lee MH “Physical Layer Security In Wireless Ad Hoc Networks Under A Hybrid Full-/Half-Duplex Receivers Strategy” IEEE Trans Wirel Commun 2017;16(6):3827-3839 [19] P Parada and R Blahut, “Secrecy Capacity Of SIMO And Slow Fading Channels”, in Proc IEEE Int Symp Information Theory, Adelaide, Australia, Sep 2005 [20] J Barros and M R D Rodrigues, “Secrecy Capacity Of Wireless Channels”, in Proc IEEE Int Symp Information Theory, Seattle, WA, Jul 2006 [21] Y Liang, H V Poor, and S Shamai (Shitz), “Secure Communication Over Fading Channels”, IEEE Trans Inf Theory, vol 54, no 6, pp 2470–2492, Jun 2008 [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 https://www.researchgate.net/publication/3086856_On_the_Secrecy_Capacity_of_Fading_Channel s/link/55140bbe0cf23203199cd508/download [23] Y Liang and H V Poor, “Generalized Multiple Access Channels With Confidential Messages”, in Proc IEEE Int Symp Information Theory, Seattle, WA, Jul 2006 [24] Y Liang and H V Poor, “Multiple-Access Channels With Confidential Messages”, IEEE Trans Inf Theory, vol 54, no 3, pp 976–1002, Mar 2008 [25] I Csiszár and P Narayan, “Secrecy Capacities For Multiterminal Channel Models”, IEEE Trans Inf Theory, vol 54, no 6, pp 2437–2452, Jun 2008 [26] A Khisti, A Tchamkerten, and G W Wornell, “Secure Broadcasting Over Fading Channels”, IEEE Trans Inf Theory, vol 54, no 6, pp 2453–2469, Jun 2008 [27] A Salem, K A Hamdi, and K M Rabie, “Physical Layer Security With RF Energy Harvesting in AF Multi-Antenna Relaying Networks”, IEEE Transactions on Communications, vol 64, pp 30253038, 2016 28 [28] R Zhao, Y Huang, W Wang, and V K N Lau, “Ergodic Achievable Secrecy Rate of MultipleAntenna Relay Systems With Cooperative Jamming”, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 15, pp 2537-2551, 2016 [29] S S Kalamkar and A Banerjee, “Secure Communication via a Wireless Energy Harvesting Untrusted Relay”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 66, pp 2199-2213, 2017 77 [30] T M Hoang, T Q Duong, N S Vo, and C Kundu, “Physical Layer Security in Cooperative Energy Harvesting Networks With a Friendly Jammer”, IEEE Wireless Communications Letters, vol 6, pp 174-177, 2017 [31] J Qiao, H Zhang, X Zhou, and D Yuan, “Joint Beamforming and Time Switching Design for Secrecy Rate Maximization in Wireless-Powered FD Relay Systems”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 67, pp 567-579, 2018 [32] H Niu, B Zhang, Y Huang, D Guo, Z Chu, and Z Zhu, “Robust Secrecy Beamforming and PowerSplitting Design for Multiuser MISO Downlink With SWIPT”, IEEE Systems Journal, pp 1-9, 2018 [33] F Jameel, D N K Jayakody, M F Flanagan, and C Tellambura, “Secure Communication For Separated And Integrated Receiver Architectures In SWIPT”, in 2018 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2018, pp 1-6 [34] H Niu, B Zhang, K Wong, Z Chu, and F Zhou, “Robust AN-Aided Secure Beamforming and Power Splitting in Wireless-Powered AF Relay Networks”, IEEE Systems Journal, pp 1-4, 2018 [35] V N Vo, T G Nguyen, C So-In, Z A Baig, and S Sanguanpong, “Secrecy Outage Performance Analysis for Energy Harvesting Sensor Networks With a Jammer Using Relay Selection Strategy”, IEEE Access, vol 6, pp 23406-23419, 2018 [36] R Yao, Y Lu, T A Tsiftsis, N Qi, T Mekkawy, and F Xu, “Secrecy Rate-Optimum Energy Splitting for an Untrusted and Energy Harvesting Relay Network”, IEEE Access, vol 6, pp 1923819246, 2018 [37] M Ahmed and L Bai, “Secrecy Capacity of Artificial Noise Aided Secure Communication in MIMO Rician Channels”, IEEE Access, vol 6, pp 7921-7929, 2018 [38] A S Khan and I Chatzigeorgiou, “Opportunistic Relaying and Random Linear Network Coding for Secure and Reliable Communication”, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 17, pp 223-234, 2018 [39] X Zhou, J Li, F Shu, Q Wu, Y Wu, W Chen, et al., “Secure SWIPT for Directional Modulation Aided AF Relaying Networks”, arXiv preprint arXiv:1803.05278, 2018 [40] J Moon, H Lee, C Song, and I Lee, “Multiple Amplify-and-Forward Full-Duplex Relays for Legitimate Eavesdropping”, in 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC), 2018, pp 1-6 [41] Y Feng, S Yan, Z Yang, N Yang, and W Zhu, “TAS-Based Incremental Hybrid Decode Amplify Forward Relaying for Physical Layer Security Enhancement”, IEEE Transactions on Communications, vol 65, pp 3876-3891, 2017 [42] L Lv, J Chen, L Yang, and Y Kuo (2017, “Improving Physical Layer Security In Untrusted Relay Networks: Cooperative Jamming And Power Allocation” IET Communications 11(3), 393-399 [43] M Qin, S Yang, and H Deng, “Optimal Relay And Jammers Selection For Enhancing Security In AF Relay Networks”, in 2017 IEEE 17th International Conference on Communication Technology (ICCT), 2017, pp 1040-1044 [44] M Obeed and W Mesbah, “Efficient Algorithms For Physical Layer Security In One-Way Relay Systems”, Wireless Networks, May 16 2018 78 [45] Z Zhang, Z Ma, Z Ding, M Xiao, and G K Karagiannidis, “Full-Duplex Two-Way and One-Way Relaying: Average Rate, Outage Probability, and Tradeoffs”, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 15, pp 3920-3933, 2016 [46] Z Zhang, Z Ma, M Xiao, G K Karagiannidis, Z Ding, and P Fan, “Two-Timeslot Two-Way FullDuplex Relaying for 5G Wireless Communication Networks”, IEEE Transactions on Communications, vol 64, pp 2873-2887, 2016 [47] G Chen, P Xiao, J R Kelly, B Li, and R Tafazolli, “Full-Duplex Wireless-Powered Relay in Two Way Cooperative Networks”, IEEE Access, vol 5, pp 1548-1558, 2017 [48] X Zhou and Q Li, “Energy Efficiency for SWIPT in MIMO Two-Way Amplify-and-Forward Relay Networks”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 67, pp 4910-4924, 2018 [49] Milad Tatar Mamaghani, Abbas Mohammadi, Phee Lep Yeoh, and Ali Kuhestani “Secure Two-Way Communication Via A Wireless Powered Untrusted Relay And Friendly Jammer” GLOBECOM 2017 - 2017 IEEE Global Communications Conference [50] Muhammad R A Khandaker, Member, IEEE, Kai-Kit Wong, Fellow, IEEE, and Gan Zheng, Senior Member, IEEE “Truth-Telling Mechanism for Two-Way Relay Selection for Secrecy Communications With Energy-Harvesting Revenue”, IEEE Transactions on Wireless Communications ( Volume: 16 , Issue: , May 2017 ) [51] Vipul Gupta, Sanket S Kalamkar Adrish Banerjee “On Secure Communication using RF Energy Harvesting Two-Way Untrusted Relay”, GLOBECOM 2017 - 2017 IEEE Global Communications Conference [52] Sang Quang Nguyen & Hyung Yun Kong “Improving Secrecy Outage and Throughput Performance in Two-Way Energy-Constraint Relaying Networks Under Physical Layer Security”, H.Y Wireless Pers Commun (2017) 96: 6425 https://doi.org/10.1007/s11277-017-4485-8 [53] I S Gradtejn, I M Ryik, A Jeffrey, and D Zwillinger, “Table of integrals, series, and products”, Elsevier/Academic Press, 2007 [54] Phong Nguyen-Huu, Khuong Ho-Van, Vo Nguyen Quoc Bao “Secrecy outage analysis of energy harvesting two-way relaying networks with friendly jammer”, ISSN 1751-8628 IET Journal Revised 9th April 2019 [55] Phong Nguyen-Huu, Khuong Ho-Van “Bidirectional relaying with energy harvesting capable relay: outage analysis for Nakagami-m fading”, Published online: 13 March 2018 © Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature 2018 [56] Yulong Zou, Xianbin Wang, and Weiming Shen “Optimal Relay Selection for Physical-Layer Security in Cooperative Wireless Networks” arXiv:1305.0817v1 [cs.IT] May 2013 [57] C Shannon, "Communication theory of secrecy systems”, Bell System Technical Journal, p 656– 715, 1949 pp 4687-4698, 2008 79 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Tuấn Quang Ngày, tháng, năm sinh: 02/08/1992 Nơi sinh: Hà Nội Dân tộc: Kinh Tôn giáo: Không Địa liên lạc: Số 11F2, đường DD6-1, phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, TP Hồ Chí Minh Email liên hệ: ntquang18@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO A ĐẠI HỌC Nơi đào tạo: Trường ĐH Bách Khoa-ĐHQG TP HCM Ngành học: Điện tử-Viễn Thơng Loại hình đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: từ 8/2010 đến 5/2016 B SAU ĐẠI HỌC Nơi đào tạo: Trường ĐH Bách Khoa-ĐHQG TP HCM Ngành học: Kỹ thuật Viễn Thông Thời gian đào tạo: từ /2016 đến /2020 Q TRÌNH CƠNG TÁC - 2015 Nhân viên kinh doanh mảng Giải pháp số Tập đoàn FPT - 2016 đến mở lớp dạy học ... Kỹ thu? ??t Viễn Thông Mã số : 60 52 02 08 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG BẢO MẬT CỦA MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU CÓ THU THẬP NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu, đánh giá hiệu. .. thống có hiệu suất bảo mật lớn 22 2.5 MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU Hình 2.5: Mơ hình mạng chuyển tiếp hai chiều Chuyển tiếp hai chiều phương pháp làm tăng hiệu suất sử dụng phổ tần ứng dụng mã hóa mạng. .. niệm có liên quan đến loại kênh truyền nhiễu, việc đánh giá hiệu hệ thống bảo mật mạng chuyển tiếp hai chiều có thu thập lượng - Chương trình bày đánh giá hiệu mạng truyền thông chuyển tiếp hai chiều