Mô phỏng và phân tích các thông số của bảo mật lớp vật lý trong mạng truyền thông không trực giao noma

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG TRỰC GIAO NOMA S K C 0 9 MÃ SỐ: T2020-38TĐ S KC 0 7 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH CÁC THƠNG SỐ CỦA BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG TRỰC GIAO NOMA Mã số: T2020-38TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Trương Ngọc Hà TP HCM, 9/2021 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH CÁC THƠNG SỐ CỦA BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG TRỰC GIAO NOMA Mã số: T2020-38TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Trương Ngọc Hà Thành viên đề tài: ThS Nguyễn Văn Phúc ThS Đặng Phước Hải Trang TP HCM, 9/2021 ii DANH SÁCH CÁN BỘ THAM GIA THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU STT MSCB Họ tên 2953 Trương Ngọc Hà Đơn vị công tác Bộ môn Kỹ Nghiên cứu sở lý thuyết, Thuật Máy Tính - xây dựng thuật tốn Viễn Thơng, Khoa Điện Điện Viết báo cáo Tử, ĐH SPKT TPHCM Nguyễn Văn Phúc Nội dung công việc Bộ môn KT Máy Tính – Viễn Triển khai ứng dụng, lưu đồ Thông, Khoa giải thuật Điện – Điện Tử, ĐH SPKT TP.HCM Đặng Phước Bộ môn KT Máy Mô viết báo cáo Hải Trang Tính – Viễn tổng kết Thông, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH SPKT TP.HCM iii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH viii CÁC TỪ VIẾT TẮT x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ 2.2 VÔ TUYẾN NHẬN THỨC 2.2.1 Tổng quan 2.2.2 Khái niệm vô tuyến nhận thức 2.2.3 Mục tiêu vô tuyến nhận thức 2.2.4 Chức vô tuyến nhận thức 2.2.5 Mơ hình mạng vơ tuyến nhận thức 2.3 TỔNG QUAN VỀ NOMA VÀ SIC 12 2.3.1 Kỹ thuât đa truy cập phi trực giao NOMA 12 2.3.2 Kỹ thuật loại bỏ giao thoa cách (SIC) 13 2.4 LÝ THUYẾT VỀ MẢNG ANTEN 14 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH 17 3.1 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 17 3.2 KỸ THUẬT NOMA 18 3.3 BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẢNG NOMA 18 3.4 XÁC SUẤT DỪNG BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG NOMA KẾT HỢP MẢNG ANTEN 20 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ 24 4.1 ĐÁNH GIÁ THEO HỆ SỐ ANPHA 24 4.2 ĐÁNH GIÁ THEO SỐ LƯỢNG ANTEN 25 4.3 ĐÁNH GIÁ THEO HỆ SỐ SNR (Q(DB)) 26 vi 4.4 ĐÁNH GIÁ THEO VỊ TRÍ NÚT NGHE LÉN E 27 4.5 ĐÁNH GIÁ TỶ LỆ LỖI BIT BER CỦA HỆ THỐNG 28 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 31 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Mơ hình bảo mật lớp vật lý bản……………………………… … Hình 2.2 Minh họa hố phổ Hình 2.3 Mơ hình vơ tuyến nhận thức dạng 13 Hình 2.4 Mơ hình vơ tuyến nhận thức dạng đan xen 13 Hình 2.5 Phương pháp loại bỏ giao thoa cách SIC 16 Hình 3.1 Mơ hình mạng NOMA gồm nút S mảng anten, nút đích D nút nghe E .18 Hình 4.1 Xác suất dừng theo hệ số phân chia công suất α_(1 ) với GSE=1 24 Hình 4.2 Xác suất dừng theo hệ số phân chia công suất α_1 với GSE=0.1 .25 Hình 4.3 Xác suất dừng theo số lượng anten nút S 26 Hình 4.4 Xác suất dừng theo hệ số Q(dB) 27 Hình 4.5 Xác suất dừng theo vị trí nút nghe E (đơn vị độ) .28 Hình 4.6 Xác xuất BER hệ thống theo Q(dB) với tách tín hiệu lý tưởng nút D nút E (với anten nút S=2) … ……….29 Hình 4.7 Xác xuất BER hệ thống theo Q(dB) với tách tín hiệu lý tưởng nút D nút E (với anten nút S=4) 29 viii ix CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Anh Tên Tiếng Việt BS Base Station Trạm phát sóng di động CDF CR NOMA MAC PDF Cumulative Distribution Function Hàm phân phối tích lũy Vơ tuyến nhận thức Cognitive Radio Non- Orthogonal Multiple Access Media Access Control Probability Density Function Đa truy cập phi trực gia Điều khiển truy cập bắt buộc Hàm mật độ xác xuất PU Primary User Người dùng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ Signal to Interference Tỷ số tín hiệu nhiễu cộng plus Noise Ratio tạp âm Secondary User Người dùng thứ cấp SNR SU SOP UE Secrecy Outage Xác suất dừng bảo mật Probability Người sử dụng thiết bị User Equipment x TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN VỊ: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Tp HCM, Ngày 04 tháng 09 năm 2021 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung:  Tên nghiên cứu: Mô phân tích thơng số bảo mật lớp vật lý mạng truyền thông không trực giao NOMA  Mã số: T2020-38TĐ  Chủ nhiệm: Trương Ngọc Hà  Cơ quan chủ trì: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Thời gian thực hiện: 12 tháng Mục tiêu:  Nghiên cứu tìm hiểu mơ hình truyền cộng tác mạng vô tuyến nhận thức dạng nền, kỹ thuật đa truy cập phi trực giao bảo mật lớp vật lý  Xây dựng mơ hình hệ thống, từ phân tích hệ thống rút cơng thức tính tốn cho xác suất dừng với tốc độ truyền ngưỡng cho trước giải vấn đề can nhiễu tạo từ hoạt động người dùng thứ cấp không ảnh hưởng đến người dùng sơ cấp Cải thiện hệ thống việc giải vấn đề nghe thông tin truyền  Mô đánh giá xác suất dừng bảo mật lớp vật lý phần mềm MatLab  Đánh giá kết đạt viết báo cáo tổng kết Tính sáng tạo:  Trong nghiên cứu này, tác giả đưa vào đánh giá xác suất dừng bảo mật lớp vật lý kết hợp sử dụng mảng anten để cải thiện vấn đề bảo mật  Đánh giá tỉ số BER để có so sách cách trực quan mơ hình nghiên cứu xi 10 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 10.1 Ngồi nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài giới, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Hiện nay, có hàng loạt nghiên cứu tác giả giới bảo mật lớp vật lý, mạng truyền thông NOMA, bảo mật lớp vật lý mạng NOMA nghiên cứu [1] Benjebbour, A., Saito, Y., Kishiyama, Y., Li, A., Harada, A., & Nakamura, T (2013, November) Concept and practical considerations of non-orthogonal multiple access (NOMA) for future radio access In Intelligent Signal Processing and Communications [2] Y., Qin, Z., Elkashlan, M., Gao, Y., & Hanzo, L (2017) Enhancing the physical layer Liu, security of non-orthogonal multiple access in large-scale networks IEEE Transactions on Wireless Communications, 16(3), 1656-1672 [3] Yuanwei Liu, Zhiguo Ding, Yue Gao, and Maged Elkashlan, Zhijin Qin, “Physical Layer Security for 5G Non-orthogonal Multiple Access in Large-scale Networks”, Queen Mary University of London, London, UK, 2016 10.2 Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việt Nam, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Trong nước có số nghiên cứu lĩnh vực như: [4] C T., Bảo, V N Q., & Nhật, N L (2018) Đánh Giá Hiệu Năng Bảo Mật Của Mạng Vô Tuyến Nhận Thức Chuyển Tiếp Đa Chặng Journal of Science and Technology on Information and Communications, 1(1-2), 65-73 Dung, [5] Trương Minh Đơng, “Phân tích xác suất dừng thơng lượng mạng vô tuyến nhận thức dạng với thu thập lượng” Luận văn thạc sỹ, tháng 4/2018 [6] Xác suất dừng mạng vô tuyến nhận thức sử dụng kỹ thuật khuếch đại chuyển tiếp ràng buộc can nhiễu; Đỗ Văn Bình, Nguyễn Khoa Văn Trường; 2016; Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 10.3 Danh mục cơng trình cơng bố thuộc lĩnh vực đề tài chủ nhiệm thành viên tham gia nghiên cứu (họ tên tác giả; báo; ấn phẩm; yếu tố xuất bản) 11 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong thập niên gần đây, với phát triển dịch vụ số liệu, nhu cầu truyền thông đa phương tiện với tốc độ cao, thúc đẩy việc nghiên cứu nhiều công nghệ với băng thông rộng để đáp ứng lại phát triển Một hướng nghiên cứu tăng hiệu suất sử dụng phổ, để nâng cao hiệu suất sử dụng phổ hướng nghiên cứu tập trung vào kỹ thuật đa truy cập phi trực giao NOMA Kỹ thuật cho phép thiết bị gởi liệu khác đến người dùng người dùng khác thời điểm Đồng thời liệu sau nhận giải mã theo chế loại bỏ nhiễu cách (Successive Interference Cancellation - SIC) Do đó, ta nhận nhiều liệu khác lúc Vậy nên thông lượng cho mạng vô tuyến nhận thức nâng cao lên đáng kể Trong môi trường truyền vô tuyến không tránh khỏi khả bị lấy trộm thơng tin truyền Vì bảo mật lớp vật lý nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Chính vấn đề nên định chọn đề tài: “Mô phân tích thơng số bảo mật lớp vật lý mạng truyền thông không trực giao NOMA” 12 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Nghiên cứu tìm hiểu mơ hình truyền cộng tác mạng vô tuyến nhận thức dạng nền, kỹ thuật đa truy cập phi trực giao bảo mật lớp vật lý Xây dựng mơ hình hệ thống, từ phân tích hệ thống rút cơng thức tính tốn cho xác suất dừng với tốc độ truyền ngưỡng cho trước giải vấn đề can nhiễu tạo từ hoạt động người dùng thứ cấp không ảnh hưởng đến người dùng sơ cấp Đồng thời cải thiện hệ thống việc giải vấn đề nghe thông tin truyền 13 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13.1 Đối tượng nghiên cứu Lý thuyết mạng truyền thông hợp tác, bảo mật lớp vật lý, mạng NOMA, phầm mềm MatLab 13.2 Phạm vi nghiên cứu Trong mơ hình hệ thống này, xem xét hệ thống thông tin truyền từ nguồn tới đích thơng qua nút chuyển tiếp có nút nghe Nhưng chưa tối ưu giải vấn đề nghe Chỉ dừng lại việc sử dụng phương pháp loại bỏ giao thoa cách SIC NOMA để giải mã tín hiệu nút 14 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14.1 Cách tiếp cận Lý thuyết đến mô 14.2 Phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết  Mô 15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 15.1 Nội dung nghiên cứu (trình bày dạng đề cương nghiên cứu chi tiết)  Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn thông tin vô tuyến nhận thức dạng  Nghiên cứu bảo vệ lớp vật lý  Nghiên cứu kỹ thuật đa truy cập phi trực giao (NOMA) khử giao thoa cách (SIC) NOMA  Đưa mơ hình hệ thống đánh giá thơng qua mơ  Phân tích kết đạt đề hướng phát triển đề tài 15.2 Tiến độ thực STT Các nội dung, công việc thực Thời gian Sản phẩm (số tháng) Người thực Nghiên cứu sở lý thuyết thông tin Báo cáo vô tuyến nhận thức, lý thuyết bảo mật lớp vật lý Trương Ngọc Hà Nguyễn Văn Phúc Nghiên cứu kỹ thuật đa truy cập phi Báo cáo trực giao (NOMA) khử giao thoa cách (SIC) NOMA, Đưa mơ hình hệ thống đánh giá thơng qua mơ Báo cáo, phân tích kết đạt Báo cáo đề hướng phát triển đề tài Nguyễn Văn Phúc Đặng Phước Hải Trang Trương Ngọc Hà Đặng Phước Hải |Trang 16 SẢN PHẨM 16.1 Sản phẩm khoa học Sách chuyên khảo Sách tham khảo Giáo trình 16.2 Sản phẩm đào tạo Bài báo đăng tạp chí nước ngồi Bài báo đăng tạp chí nước Bài đăng kỷ yếu hội nghị, hội thảo quốc tế Nghiên cứu sinh Cao học 16.3 Sản phẩm ứng dụng Mẫu Tiêu chuẩn Tài liệu dự báo Phương pháp Dây chuyền công nghệ 16.4 Các sản phẩm khác Vật liệu Qui phạm Qui trình cơng nghệ Chương trình máy tính Báo cáo phân tích X X Thiết bị máy móc Sơ đồ, thiết kế Luận chứng kinh tế Bản kiến nghị Bản quy hoạch 16.5 Tên sản phẩm, số lượng yêu cầu khoa học sản phẩm Stt Tên sản phẩm Số lượng Yêu cầu khoa học 01 Theo tiêu chuẩn báo cáo khoa học Báo cáo đề tài Bài báo khoa học 01 CD chương trình 01 Bài báo tạp chí có danh mục HĐ chức danh GS, PGS từ 0.7 đến 1.0 Chương trình mơ hoàn chỉnh (giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội) Kết nghiên cứu dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên đại học cao học, đồng thời mở hướng nghiên cứu cho học viên cao học thực đề tài nghiên cứu 17 HIỆU QUẢ - 18 PHƯƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG - -Kết nghiên cứu ứng dụng triển khai mạng di động hệ 5G tương lai 19 KINH PHÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NGUỒN KINH PHÍ Tổng kinh phí: 18.000.000 đ Trong đó: Ngân sách Nhà nước: 18.000.000 đ Các nguồn kinh phí khác: đ Dự trù kinh phí theo mục chi (phù hợp với nội dung nghiên cứu): Khoản chi, nội dung chi TT I II Tổng kinh phí Đơn vị tính: đồng Nguồn kinh phí Ghi Chi công lao động tham gia trực tiếp thực đề tài Chi khác 16.500.000 Kinh phí từ NSNN 16.500.000 Nguồn khác 1.500.000 1.500.000 Tổng cộng 18.000.000 18.000.000 Ngày 15 tháng năm 2020 Ngày 15 tháng năm 2020 Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) (ký, họ tên) TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2020 Hiệu trưởng (ký, họ tên, đóng dấu) Phụ Lục CÁC KHOẢN CHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Bảng Chi công lao động tham gia trực tiếp thực đề tài (Đơn vị: triệu đồng) TT Nội dung chi Dự kiến kết Nghiên cứu sở lý thuyết truyền Báo cáo thông NOMA Triển khai ứng dụng, lưu đồ giải Báo cáo thuật Mô phỏng, thu thập liệu, viết Báo cáo báo cáo tổng kết Thời gian Nguồn kinh phí Thành tiền NSNN 10,0 10,0 tháng Khác Ghi 0,0 tháng 3,5 3,5 0,0 tháng 3,0 3,0 0,0 Cộng 16,5 16,5 Bảng Chi khác (Đơn vị:triệu đồng) TT Mục chi, nội dung chi Thời gian thực Nguồn kinh phí Tổng kinh phí NSNN Khác Cơng tác phí 0 Hội nghị, hội thảo khoa học 0 Văn phòng phẩm, in ấn 0,5 0,5 Nghiệm thu đề tài 1,0 1,0 Phí xác lập quyền sở hữu trí tuệ 0 1,5 1,5 Cộng Ngày 20 tháng năm 2020 PHÒNG KH&CN Ngày 15 tháng năm 2020 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Ghi TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… CẢI THIỆN BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG VÔ TUYẾN NOMA BẰNG MẢNG ANTEN ENHANCING PHYSICAL LAYER SECURITY OF NOMA WIRELESS NETWORKS BY ARRAY ANTENNA Trương Ngọc Hà1* Nguyễn Văn Phúc1, Đặng Phước Hải Trang1, Trần Thị Quỳnh Như1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh 1* Truong Ngoc Ha Nguyen Van Phuc1, Đang Phuoc Hai Trang1, Tran Thi Quynh Nhu1 Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Vietnam *Tác giả liên hệ: Truong Ngoc Ha (email: hatn@hcmute.edu.vn) Tóm tắt - Trong báo này, đưa mơ hình truyền thơng vơ tuyến với kỹ thuật NOMA kết hợp mảng anten để cải thiện bảo mật lớp vật lý Mơ hình chúng tơi đưa gồm ba nút: nguồn, đích nút nghe Nút nguồn mảng anten sử dụng kỹ thuật NOMA để truyền đồng thời hai tín hiệu 𝑥1 𝑥2 Bằng lý thuyết đưa ra, chứng minh bảo mật vật lý tỷ lệ thuận với số lượng anten nút nguồn Chúng ta kiểm chứng q trình mơ chứng minh điều kết luận lý thuyết Ngồi ra, để có hướng nhìn khác, chúng tơi tiến hành đánh giá tỷ lệ lỗi bit (BER) để thấy mối quan hệ BER bảo mật lớp vật lý mạng truyền thơng NOMA có kết hợp với mảng anten Abstract –In this paper, we proposed a wireless communication NOMA technique with antenna array to improve the security of the physical layer The proposed model is composed of three nodes, namely the source node, the destination node, and the eavesdropping node The source node is an antenna array that uses NOMA technology to transmit two signals 𝑥1 and 𝑥2 simultaneously It was mathematically proved that the physical security is proportional to the number of antennas at the source node This was also verified by the simulation results In addition, for different perspective, we evaluated the bit error ratio (BER) to determine that BER is strongly related to the security of physical layer in NOMA communication network combined with antenna array Từ khóa – NOMA; mảng anten; bảo mật lớp vật lý; xác suất dừng; BER Keywords – NOMA; array antenna; physical layer security; outage probability; BER Giới thiệu Ngày nay, cách mạng công nghiệp 4.0 diễn cách mạnh mẽ tồn cầu, lĩnh vực viễn thông đầu tàu cách mạng Hàng loạt hệ thống vơ tuyến chuẩn giao tiếp Wifi, LTE, Wimax, HSPA+…đã đời [1],[2] Tuy nhiên, tần số tài nguyên có hạn hiệu suất sử dụng phổ tần số thấp Một kỹ thuật đa truy cập đầy tiềm triển vọng nghiên cứu kỹ thuật đa truy cập phi trực giao (NOMA) [3], [4] NOMA kỹ thuật cho phép với người dùng gởi lúc nhiền tín hiệu băng tần đến nhiều người dùng khác Điều thực cách ghép tuyến tính liệu lại với gởi tín hiệu ghép tới bên nhận Ở phía thu liệu, chúng giải mã theo chế khử nhiễu (Successive Interference Cancellation (SIC)) [5] Tuy nhiên, tín hiệu truyền từ nguồn đến nơi nhận qua môi trường vô tuyến nên dễ bị công nghe Hiện tại, phương pháp bảo mật thường triển khai lớp ứng dụng: kỹ thuật mã hóa, xác thực(như WEP, WPA,…) Bên cạnh đó, phương thức công mạng thay đổi phát triển không ngừng[6] Ngày nay, hướng nghiên cứu nhằm tìm giải pháp tăng cường khả bảo mật cho mạng vô tuyến lớp vật lý [7] Một hệ thống truyền thơng khơng dây có khả bảo mật dung lượng kênh truyền hợp pháp lớn dung lượng kênh truyền nghe lén[7] Một hướng nghiên cứu bảo mật lớp vật lý dùng kỹ thuật beamforming mảng anten[8], [9], [10], [11], [12] Trong nghiên cứu này, tác giả tập trung vào phân tích ảnh hưởng mảng anten đến xác suất dừng bảo mật vật lý mạng NOMA Nghiên cứu trình bày theo thứ tự sau: phần hai mơ hình nghiên cứu lý thuyết liên quan Tiếp theo, phần ba chúng tơi trình bày xác suất dừng bảo mật lớp vật lý tìm cơng thức xác suất Đến phần bốn, tiến hành mô để đánh giá kết đạt phần ba Cuối cùng, phần kết luận nêu rõ kết đạt đóng góp nghiên cứu Mơ hình hệ thống mạng Mơ hình nghiên cứu Trong nghiên cứu này, chúng tơi đưa mơ hình gồm nút mạng Hình Mơ hình gồm nút nguồn S, nút đích D, nút nghe E Trong đó, nút nguồn S sử dụng cơng nghệ NOMA để truyền liệu đến nút đích D Nút nghe E cố gắng để nghe tín hiệu truyền từ S đến D Hình Mơ hình mạng NOMA gồm nút S mảng anten, nút đích D nút nghe E Các giả thuyết đưa mơ sau:  Nút nguồn S có N anten, nút đích nút nghe sử dụng anten TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ …………  Nguồn S điều chỉnh búp sóng để nút D thu tín hiệu cực đại búp sóng  Tất kênh truyền kênh Rayleigh fading  Tất tín hiệu nhiễu trắng (AWGN) thu thu có giá trị trung bình phương sai tín hiệu nhiễu N0 Trong mơ hình này, nút S đặt gốc tọa độ, nút D nút E giả sử nằm đường tròn có tâm gốc tọa độ bán kính Kỹ thuật NOMA Kỹ thuật NOMA kỹ thuật mà hai tín hiệu 𝑥1 𝑥2 cộng tuyến tính lại với dạng sau [13]: xS  1PS x1  2 PS x2 (1) Trong đó, 𝑥𝑠 liệu tổng hợp gửi đi, 𝛼1 𝛼2 hệ số phân chia công suất phát 𝑃𝑠 cho tín hiệu 𝑥1 𝑥2 Trong đó, 𝛼1 >𝛼2 𝛼1 +𝛼2 =1, có nghĩa tín hiệu 𝑥1 phân cơng với cơng suất phát lớn tín hiệu 𝑥2 Trong nghiên cứu này, hai liệu 𝑥1 𝑥2 hai liệu khác gởi đến nguồn đích Mảng anten Mảng anten hệ thống gồm nhiều anten đặt gần nhau, cách khoảng cách nhằm tạo chùm xạ cho mảng khác vị trí khác [14] Mảng anten có nhiều loại khác hai chiều, chiều, tuyến tính, khơng tuyến tính…[14] Trong nghiên cứu này, mảng anten xem xét mảng tuyến tính [14]: Khi đó, hệ số xếp (AF: array factor) mảng là: AF ( N ,  )  sin  N (kdcos   )  kdcos   sin( ) Hình 2a Đồ thị xạ chiều mảng gồm anten (2) Trong đó: N số anten nút nguồn S k=2π/λ: thừa số bước sóng (với λ bước sóng tín hiệu) d: khoảng cách anten(d= λ/2(1-1/N) β: hệ số pha dòng cung cấp (trong nghiên cứu β=-k*d) ϕ: hệ số pha tính theo đơn vị rad mặt phẳng tọa độ cực Theo công thức (2) giá trị AF ( N ,  ) phụ thuộc vào biến: ϕ(0≤ϕ≤π), số lượng anten N Như vậy, N ϕ thay đổi giá trị AF ( N ,  ) thay đổi theo Hình 2a Hình 2b đồ thị AF ( N ,  ) với N=5 tọa độ cực tọa độ cầu Hình 2b Đồ thị xạ chiều mảng gồm anten Sau tín hiệu 𝑥1 𝑥2 ghép theo cơng thức (1), tín hiệu 𝑥𝑆 đưa đến mảng anten có hệ số AF cơng thức (2) để truyền đi, tín hiệu ngõ nút S có dạng cơng thức (3) xS _ AF  AF ( N , SD ) 1PS x1  2 PS x2 (3) Với AF ( N , SD ) hệ số AF ( N ,  ) theo hướng nút D Tín hiệu xS-AF truyền môi trường vô tuyến đến nút D Bảo mật lớp vật lý mảng NOMA kết hợp mảng anten Lý thuyết bảo mật lớp vật lý mạng NOMA Tín hiệu từ nguồn phát (nút S) sau qua môi trường vô tuyến đến thu Trong nghiên cứu này, nút đích xem nằm vị trí trường vùng xa mảng anten (khi ta khơng xem xét đến ảnh hưởng anten đến tín hiệu thu nút đích mà xét ảnh hưởng chung với hệ số kênh truyền) [14] Khi đó, tín hiệu nút D nhận là: yD  1 AF ( N , SD )   AF ( N , SD ) Ps x1hSD Ps hSD x2  nSD (4) Trong đó, ℎ𝑆𝐷 hệ số kênh truyền fading Rayleigh S D, AF ( N ,SD ) giá trị mảng anten theo hướng nút D, 𝑛𝑆𝐷 nhiễu cộng D (là biến ngẫu nhiên có phân phối Gauss với giá trị trung bình phương sai 𝑁0 ) Trong kỹ thuật NOMA, nút đích D giải mã liệu 𝑥1 trước (vì 𝑥1 phân bổ cơng suất cao 𝑥2 ) Sau TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… giải mã thành công 𝑥1 , kỹ thuật khử nhiễu (SIC) sử dụng [15] để tách lấy tín hiệu 𝑥2 (nút đích loại bỏ thành phần 1 AF ( N , SD ) Ps x1hSD khỏi tín hiệu nhận được) Tín hiệu cịn lại liệu 𝑥2 cộng với nhiễu: yD _ x  2 AF ( N , SD ) Ps hSD x2  nSD 𝑆𝑁𝑅𝐸,𝑥2 = 𝐺𝑆𝐸 𝑃𝑠 𝛼2 g𝑆𝐸 𝑁0 =𝐺𝑆𝐸 𝑄𝛼2 g 𝑆𝐸 (16) Xét kênh truyền mơ hình hệ thống kênh truyền fading Rayleigh, có CDF PDF độ lợi kênh g 𝑖 [16]: (5) 𝐹g𝑖 (𝑥) = − 𝑒 −𝜆𝑖𝑥 (17) Tương tự, nút E thu tín hiệu sau: yE  1 AF ( N , SE )   AF ( N , SE ) Với 𝜆𝑖 = Ps x1hSE Ps hSE x2  nSE yE  x   AF ( N , SE ) Ps hSE x2  nSE (18) (6) Trong đó, ℎ𝑆𝐸 hệ số kênh truyền fading Rayleigh S E, AF ( N ,SE ) giá trị mảng anten theo phương ϕSE (theo phương nút nghe E), 𝑛𝑆𝐸 nhiễu cộng E (là biến ngẫu nhiên có phân phối Gauss với giá trị trung bình phương sai 𝑁0 ) Nút nghe E giải mã tín hiệu 𝑥1 trước Sau giải mã thành công 𝑥1 , nút E sử dụng kỹ thuật SIC để giải mã tín hiệu 𝑥2 sau: 𝑓g𝑖 (𝑥) = 𝜆𝑖 𝑒 −𝜆𝑖𝑥 Trong đó: 𝛽 hệ số suy hao kênh truyền Dung lượng kênh truyền nút đích nút nghe lén: 𝑥 𝐶𝐷 𝑖 = log (1 + 𝑆𝑁𝑅𝐷,𝑥𝑖 ) (19) 𝑥 𝐶𝐸 𝑖 = log (1 + 𝑆𝑁𝑅𝐸,𝑥𝑖 ) (20) Với i = 1, Dung lượng kênh truyền bảo mật [16]: (7) 𝑥 Các đại lượng gSD, gSE, GSD, GSE, cho công thức bên g SD  hSD g SE  hSE (9) GSD  AF ( N , SD ) (10) GSE  AF ( N , SE ) (11) Từ cơng thức (4), (5), (8), (9), (10), (11), ta có tỷ số SNR đạt D 𝑥1 𝑥2 là: 𝑆𝑁𝑅𝐷,𝑥1 = 𝐺𝑆𝐷 𝑃𝑆 𝛼1 g𝑆𝐷 /𝑁0 𝐺𝑆𝐷 𝑃𝑆 𝛼2 gSD /𝑁0 +1 = 𝐺𝑆𝐷 𝑄𝛼1 g𝑆𝐷 𝐺𝑆𝐷 𝑄𝛼2 g𝑆𝐷 +1 𝑆𝑁𝑅𝐷,𝑥2 = 𝐺𝑆𝐷 𝑃𝑠 𝛼2 g𝑆𝐷 𝑁0 Trong = max{𝑥, 0} Xác suất dừng bảo mật lớp vật lý mạng NOMA kết hợp mảng anten Xác suất dừng bảo mật xác suất mà dung lượng bảo mật 𝐶𝑖 (trong công thức (21)) nhỏ ngưỡng tốc độ 𝐶𝑡ℎ cho trước [17] Các biểu thức đưa nhằm đánh giá hiệu xác suất dừng bảo mật mạng thứ cấp đánh giá khả nghe nút nghe E Như vậy, xác suất dừng bảo mật lớp vật lý liệu 𝑥1 là: 𝑥 = 𝐺1 𝑄𝛼2 g 𝑆𝐷 Trong công thức (12) (13), Q tỷ số mức cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu xác định sau: Thay công thức (16), (17) vào (19) công thức 𝑥1 cho 𝑃𝑜𝑢𝑡 sau: 𝑥 𝑃𝑜𝑢𝑡 = Pr[(log (1 + 𝑆𝑁𝑅𝐷,𝑥1 ) − log (1 + 𝑆𝑁𝑅𝐸,𝑥1 )) < 𝐶𝑡ℎ ] 𝑃𝑠 1+𝑆𝑁𝑅𝐷,𝑥1 = Pr [log ( 𝑁0 (14) Trong mơ hình này, ta xem xét trường hợp tệ nút E áp dụng nguyên lý SIC tốt Từ công thức (6), (7), (8) (9), (10), (11), ta có tỷ số SNR đạt nút nghe E để lấy 𝑥1 𝑥2 là: 𝑆𝑁𝑅𝐸,𝑥1 = 𝑥 𝑃𝑜𝑢𝑡 = Pr[𝐶1 < 𝐶𝑡ℎ ] = Pr[(𝐶𝐷 − 𝐶𝐸 ) < 𝐶𝑡ℎ ] (22) (13) 𝑄= + (21) [𝑥]+ 𝑥 (12) 𝑥 𝐶𝑖 = [𝐶𝐷 𝑖 − 𝐶𝐸 𝑖 ] (8) 𝛽 𝑑𝑖 𝐺𝑆𝐸 𝑃𝑆 𝛼1 g𝑆𝐸 /𝑁0 𝐺𝑆𝐸 𝑃𝑆 𝛼2 g𝑆𝐸 /𝑁0 +1 (15) = 𝐺𝑆𝐸 𝑄𝛼1 g𝑆𝐸 𝐺𝑆𝐸 𝑄𝛼2 g𝑆𝐸 +1 1+𝑆𝑁𝑅𝐸,𝑥1 1+𝑆𝑁𝑅𝐷,𝑥1 = Pr [( Đặt 𝜃 = 𝐶𝑡ℎ 1+𝑆𝑁𝑅𝐸,𝑥1 ) < 𝐶𝑡ℎ ] ) < 2𝐶𝑡ℎ ] (23) − Công thức (20) viết lại sau:  G Q g GSE Q1 g SE  Poutx1  Pr  SD SD      1  GSE Q g SE  1  GSDQ g SD  (24) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… Với điều kiện xấu nhất, nút nghe E giải mã tín hiệu 𝑥1 cách tốt (tức nút nghe có loại bỏ nhiễu đồng kênh) Khi đó, xác suất dừng từ cơng thức (24) viết lại sau: P  Pr 1  GS D g SDQ  2Ct h (1  GS E g SE Q )   Pr GS D g SDQ    (  1)GS E g SE Q     G g Q     Pr  g SE  S D SD  (  1)GS E Q     G xQ      f g SD ( x) Pr  g SE  S D dx (  1)GS E Q   GSD x    g SE    1 G  G Q g  1  SE SD SD dx f g SD ( x) Pr         G Q   SE       f g SD ( x) Pr GS D xQ   dx    G xQ     f gSD ( x) Pr  g SE  S D , GS D xQ   dx (  1)GS E Q   GSD x      1 G  G Q g  1  SE SD SD dx f gSD ( x) Pr          1 GSE Q1     GSD g SD  g SE     1 GSE  GSDQ g SD  1         f gSD ( x) Pr   , dx   G Q      SE   GSD x        1 GSE  GSD Q g SD  1   1 GSE Q1    SD e  SD x Pr GS D xQ   dx (25)     Q  G xQ    SD e   x Pr  g SE  S D dx (  1)GS E Q   SD  Nếu 𝛼1 ≤ 𝜃𝛼2 thì:   SD e SD x 1  SD e SD n dx Pr[(𝛼1 − 𝜃𝛼2 )𝑥𝐺𝑆𝐷 𝑄 ≤ 𝜃] = GSD g SD     g SE    1 G  G Q g  1    1 G Q ,  SE SD SD SE 0 Pr    GSD x        1 GSE  GSD Q g SD  1   1 GSE Q1  ∞ 𝑥 𝑥 x2 out GSD g SD    g SE    1 G  G Q g  1  SE SD SD  dx  Pr          G Q    SE    𝑥 𝑥 𝑃𝑜𝑢𝑡 = Pr[𝐶𝐷2 − 𝐶𝐸2 < 𝐶𝑡ℎ ] (29) Thay công thức (19) (20) vào (29), được:  G Q g  x1 Pout  Pr  SD SD      1 GSE Q1 g SE  G Q  g   SD SD   lớp vật lý liệu 𝑥2 là:    SD e  SD x e  SE GS D xQ  ( 1) GS E g SE Q (26) ∞ = − 𝑒 −𝜆𝑆𝐷 𝑛 + 𝜆𝑆𝐷 Nên: 𝑃𝑜𝑢𝑡 = ∫0 𝑓g𝑆𝐷 (𝑥) 1𝑑𝑥 + ∫0 𝑓g𝑆𝐷 (𝑥) 0𝑑𝑥 =1+0=1 𝑥 𝑃𝑜𝑢𝑡 =1− (27) 𝜃 𝐺𝑆𝐷 𝑄(𝛼1 − 𝜃𝛼2 ) ∞ −𝜆𝑆𝐷 𝑚 𝑒 + ∫𝑚 𝜆𝑆𝐷 𝑒 −𝜆𝑆𝐷𝑥 𝑒 −𝜆𝑆𝐸𝐴 𝑑𝑥 (28) Với 𝐴= 𝛼1 − 𝜃𝛼2 𝛼1 𝛼2 (𝜃 + 1)𝑄𝐺𝑆𝐸 − 𝐺 𝜆 𝑆𝐷 𝑆𝐸 𝜆𝑆𝐷 +(𝜃+1)𝐺 𝑆𝐸 Với: 𝑛 = 𝑉ớ 𝑚 = 𝑒 −𝜆𝑆𝐷 𝑛 (30) Nếu 𝛼1 > 𝜃𝛼2 :     Poutx1   f gSD ( x) Pr  x  dx   1 GSDQ1   GSD g SD     g SE    1 G  G Q g  1    1 G Q ,   SE SD SD SE  dx   f gSD ( x) Pr    x      1 GSDQ1   dx n 𝛼2 (𝜃 + 1)𝐺𝑆𝐸 𝑄(𝑄𝐺𝑆𝐷 𝛼2 𝑥 + 1) Tương tự công thức (22), xác suất dừng bảo mật 𝜃 𝑄𝐺SD𝛼2 Ta biết rằng: xác suất dừng nằm khoảng từ đến Giá trị Pout nhỏ (tiến gần 0) tính bảo mật hệ 𝑥 𝑥 thống tốt (xác suất để xảy (𝐶𝐷 − 𝐶𝐸 < 𝐶𝑡ℎ ) nhỏ, 𝑥1 𝑥1 tức xác suất (𝐶𝐷 − 𝐶𝐸 > 𝐶𝑡ℎ ) lớn) Ngược lại, Pout tiến đến tính bảo mật hệ thống (xác 𝑥 𝑥 suất để xảy (𝐶𝐷 − 𝐶𝐸 < 𝐶𝑡ℎ ) lớn, tức xác suất 𝑥1 𝑥1 (𝐶𝐷 − 𝐶𝐸 > 𝐶𝑡ℎ ) nhỏ) Công thức (28) cho thấy: xác suất tỷ lệ nghịch với hệ số 𝛼1 , 𝐺𝑆𝐷 , 𝑄; ngược lại xác suất dừng tỷ lệ thuận với hệ số 𝐺𝑆𝐸 Mặt khác, hệ số 𝐺𝑆𝐷 tỷ lệ thuận với bình phương số anten nút S Do số anten nút nguồn tăng lên xác suất dừng giảm Trong hệ số 𝐺𝑆𝐸 phụ thuộc vào hai thơng số vị trí nút nghe số lượng anten nút nguồn Trong mơ hình này, khoảng cách từ nút đích đến nút nguồn từ nút E đến nút nguồn đền nên hệ số 𝜆𝑆𝐷 1, nên không ảnh hưởng đến giá trị xác suất dừng 𝑥2 Công thức (30) cho ta thấy: xác suất dừng 𝑃𝑜𝑢𝑡 tỷ lệ nghịch TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… 𝑥 với hệ số 𝛼2 , 𝐺𝑆𝐷 , 𝑄 Hệ số 𝑃𝑜𝑢𝑡 tỷ lệ thuận với hệ số 𝐺𝑆𝐸 Kết mô đánh giá Các kết mô thực phần mềm MatLab theo phương pháp Monte-Carlo với số phép thử 10000 lần Công thức (28) công thức (30) xác suất dừng bảo mật lớp vật lý theo lý thuyết 𝑥1 𝑥2 Đánh giá theo hệ số anpha: Hình thể xác suất dừng bảo mật lớp vật lý theo hệ số phân chia cơng suất tín hiệu 𝑥1 𝑥2 Các thông số mô phỏng: số anten S N=5; anten D =1, E =1; Q=1và 5dB; Rt=0.2; GSE=1(hay ϕSE=800); λSD=1, λSE=1 Hình Xác suất dừng theo hệ số phân chia công suất 𝛼1 với GSE=1 Kết qủa Hình thể lý thuyết mơ phù hợp với Với hình này, hệ số 𝛼1 tăng lên xác suất dừng 𝑥1 giảm 𝑥2 tăng lên Với tỷ lệ phân chia công suất 𝛼1 , Q tăng lên xác suất dừng 𝑥1 tăng cịn 𝑥2 giảm Điều giải thích rằng, cơng suất tín tăng, nút nghe nghe tín hiệu tốt dẫn đến xác suất dừng tăng (bảo mật đi) Khi hệ số GSE giảm xuống (GSE =0.1 hay ϕSE =620), thông số khác giữ nguyên, kết mô cho Hình Với Hình 4, xác suất dừng 𝑥1 𝑥2 giảm 𝛼1 tăng (giống Hình 3) Khi Q tăng lên, xác suất dừng 𝑥2 giảm(giống Hình 3), cịn 𝑥1 giảm (khác so với Hình 3) Hình Xác suất dừng theo hệ số phân chia công suất 𝛼1 với GSE=0.1 Đánh giá theo số lượng anten Hình thể xác suất dừng 𝑥1 𝑥2 số lượng anten nút S thay đổi Các thông số mô lại: Q=1dB 5dB; λSD=1, λSE=1; số anten D E 1; Rt=0.2; GSE=0.1 Hình Xác suất dừng theo số lượng anten nút S Kết Hình rằng, số lượng anten mảng tăng lên xác suất dừng bảo mật lớp vật lý 𝑥1 𝑥2 giảm Ngoài ra, tăng hệ số Q_dB (với số lượng anten) xác suất dừng 𝑥1 𝑥2 giảm Khi số lượng anten tăng lên đồng nghĩa với nhiều vấn đề phát sinh (nhưng yếu tố không xét nghiên cứu này) Đánh giá theo hệ số SNR (Q(dB)) Hình thể xác suất dừng 𝑥1 𝑥2 hệ số Q_dB (mức cơng suất tín hiệu) thay đổi S thay đổi Các thông số mô lại: số anten S N=5; số anten D =1, E =1; GSE=0.1(hay ϕSE =620) 1; λSD=1, λSE=1; Rt=0.2 Kết Hình chứng tỏ xác suất dừng tín hiệu 𝑥2 có phù hợp lý thuyết mơ Với tín hiệu 𝑥1 : xác suất dừng lý thuyết mơ có khác Q_dB lớn 5dB (với trường hợp Gse =0.1), trường hợp Gse=1 có khác rỏ Sự khác biệt từ công thức (24) xuống (25) giả sử mẫu số [GSEQα2gSE+1] xem gần Giả sử xem hệ số GSEQα2gSE nhỏ nhiều Tuy nhiên, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… Q tăng hay GSE lớn giả sử khơng cịn Khi đó, xác suất dừng bảo mật 𝑥1 theo lý thuyết lớn theo mơ Hình Xác suất dừng theo hệ số Q(dB) Kết từ Hình cịn giúp ta thấy rằng, GSE lớn (nút nghe E gần nút D) Q_dB tăng nút nghe giải mã tín hiệu từ nút S tốt dẫn đến việc bảo mật giảm (xác suất dừng bảo mật vật lý tăng lên) Đánh giá theo vị trí nút nghe E Trong mơ đây, chúng tơi cho vị trí nút E thay đổi toàn mặt phẳng xung quanh điểm S Khi đó, giữ nút E, nút S nút D tạo góc 0≤ϕSE≤1800, kết cho Hình Các thơng số mơ cịn lại: số anten nút S =5; số anten D E 1; Q=5dB; λSD=1, λSE=1; Rt=0.2 Hình Xác suất dừng theo vị trí nút nghe E (đơn vị độ) Kết Hình chứng tỏ xác suất dừng 𝑥1 𝑥2 lý thuyết mô tương đối phù hợp Tuy nhiên, nút E thay đổi vị trí G SE lớn có sử khác biệt lý thuyết mơ tín hiệu 𝑥1 Khi đó, xác suất dừng bảo mật 𝑥1 theo lý thuyết lớn theo mơ Kết Hình vị trí khác nút E, xác suất dừng bảo mật khác Đánh giá tỷ lệ lỗi bit BER hệ thống Trong nghiên cứu này, tác giả cịn mơ xác suất lỗi BER (Bit Error Ratio) tín hiệu Trong mô tỷ lệ BER đây, giá trị GSE=0.1, α1 =0.6 Phương pháp Monte-Carlo sử dụng với tổng số bit truyền trường hợp 106 bit Bộ giải mã SIC sử dụng để giải mã tín hiệu nút D nút E Tín hiệu 𝑥2 phụ thuộc vào việc giải mã tín hiệu x1 Kết cho Hình Hình Hình Xác xuất BER hệ thống theo Q(dB) với tách tín hiệu lý tưởng nút D nút E (với anten nút S=2) Hình Xác xuất BER hệ thống theo Q(dB) với tách tín hiệu lý tưởng nút D nút E (với anten nút S=4) Trong Hình Hình 9, Q tăng lên BER 𝑥1 𝑥2 giảm (cả nút S nút E) BER Hình 𝑥1 𝑥2 nút D tốt so với BER Hình BER nút E 𝑥1 𝑥2 hai Hình thay đổ Điều chứng tỏ rằng, số anten nút S tăng lên tính bảo mật tốt Kết luận Trong nghiên cứu này, chúng tơi đưa mơ hình truyền thơng vơ tuyến với kỹ thuật NOMA kết hợp với mảng anten đánh giá vấn đề bảo mật lớp vật lý mơ hình Chúng tơi phân tích từ lý thuyết đến dạng công thức đơn giản để thể mối quan hệ đại lượng Cuối cùng, tiến hành mô phỏng, đánh giá kết đạt được, để từ thấy đắn lý thuyết đề chưa đạt đưa giả thuyết để đơn giản tính tốn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ………… Nghiên cứu tài liệu tham khảo cho hướng nghiên cứu vấn đề liên quan đến bảo mật lớp vật lý mảng anten Tài liệu tham khảo [16] J G Andrews et al., "What Will 5G Be?," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 32, no 6, pp 1065-1082, June 2014 [17] Y.-L Tseng, ‘‘LTE-advanced enhancement for vehicular communication,’’ IEEE Wireless Commun., vol 22, no 6, pp 4–7, Dec 2015 [18] O Maraqa, A S Rajasekaran, S Al-Ahmadi, H Yanikomeroglu and S M Sait, "A Survey of Rate-Optimal Power Domain NOMA With Enabling Technologies of Future Wireless Networks," in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 22, no 4, pp 2192-2235, Fourthquarter 2020 [19] A S Marcano and H L Christiansen, “Performance of NonOrthogonal Multiple Access (NOMA) in mmWave wireless communications for 5G networks”, 2017 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC), 2017, pp 969-974 [20] T E A Alharbi, K Z Shen and D K C So, "Full-Duplex Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access System With Feasible Successive Interference Cancellation," 2020 IEEE 91st Vehicular Technology Conference (VTC2020-Spring), 2020, pp 16 [21] Y Liu, Z Qin, M Elkashlan, Y Gao and L Hanzo, "Enhancing the Physical Layer Security of Non-Orthogonal Multiple Access in Large-Scale Networks," in IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 16, no 3, pp 1656-1672, March 2017 [22] Yuanwei Liu, Zhiguo Ding, Yue Gao, and Maged Elkashlan, Zhijin Qin, “Physical Layer Security for 5G Non-orthogonal Multiple Access in Large-scale Networks”, Queen Mary University of London, London, UK, 2016 [23] L Liu, R Zhang, and K.-C Chua, “Secrecy wireless information and power transfer with MISO beamforming,” IEEE Trans Signal Process., vol 62, pp 1850–1863, Apr 2014 [24] A Mukherjee and A L Swindlehurst, “Robust beamforming for security in mimo wiretap channels with imperfect CSI,” IEEE Trans Signal Process., vol 59, pp 351–361, Jan 2011 [25] Z Sheng, H D Tuan, T Q Duong and H V Poor, "Beamforming Optimization for Physical Layer Security in MISO Wireless Networks," in IEEE Transactions on Signal Processing, vol 66, no 14, pp 3710-3723, 15 July15, 2018 [26] E Yaacoub and M Al-Husseini, "Achieving physical layer security with massive MIMO beamforming," 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2017, pp 1753-1757 [27] Ghous, Mujtaba, Ziaul H Abbas, Ahmad K Hassan, Ghulam Abbas, Thar Baker, and Dhiya Al-Jumeily 2021 "Performance Analysis and Beamforming Design of a Secure Cooperative MISONOMA Network" Sensors 21, no 12: 4180 [28] N D Anh and P N Son, "Performance Analysis and Evaluation of Underlay Two-Way Cooperative Networks with NOMA," 2020 5th International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD), 2020, pp 103-108 [29] Constantine A Balanis, Antenna theory analysis and design, third edition, Published by John Wiley & Sons, Inc, 2005 [30] B C Jung and S.-W Jeon, S.-H Lee, “Successive Interference Cancellation With Feedback for Random Access Networks”, IEEE Communications Letters., vol 21, no 4, pp 825 - 828, 2017 [31] P N Son, V P Tuan, S Park and H Y Kong, "Closed-form Analysis of a Decode-and-Forward Scheme under Physical Layer Security over General Fading Channels," 2018 5th NAFOSTED Conference on Information and Computer Science (NICS), 2018, pp 1-5 [32] A Hyadi, Z Rezki and M Alouini, "An Overview of Physical Layer Security in Wireless Communication Systems With CSIT Uncertainty," in IEEE Access, vol 4, pp 6121-6132, 2016 (BBT nhận bài: …/…/201 , hoàn tất thủ tục phản biện: …/…/201 ) (The Board of Editors received the paper on …/…./201…, its review was completed on …/…/201…) S K L 0 ... TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG TRỰC GIAO NOMA Mã số: T2020-38TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Trương... gần khả lớp vật lý để cung cấp thông tin liện lạc không dây an tồn Mơ hình gọi bảo mật thông tin lớp vật lý Bảo mật lớp vật lý lĩnh vực nghiên cứu khả truyền đạt, truyền tải liệu bảo mật hoàn... CỨU VÀ PHÂN TÍCH 17 3.1 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 17 3.2 KỸ THUẬT NOMA 18 3.3 BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẢNG NOMA 18 3.4 XÁC SUẤT DỪNG BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG NOMA