Nghiên cứu đánh giá và tối ưu hóa dung lượng bảo mật hệ thống chuyển tiếp hợp tác noma uav

MỤC LỤC

NỘI DUNG

MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG

Kịch bản mô phỏng, tham số mô phỏng

Bằng cách thay đổi giá trị các tham số như: số lượng người dùng, công suất, nhiễu và ngưỡng giải mã tín hiệu … Qua đó có thể nghiên cứu và phân tích nhiều kịch bản và trường hợp khác nhau để đưa ra quyết định và tối ưu hóa hệ thống. + Phương thức “channel1” sử dụng phân bố Rice để tính toán hệ số kênh truyền dựa trên các thông số như số lượng phần tử (M), số mũ mô phỏng tổn thất đường truyền (m), khoảng cách (d), hệ số Rice (hesoR), và số lượng mẫu nhiễu (n_). Quá trình tối ưu hóa được thực hiện bằng cách tạo ra các thế hệ mới thông qua phép lai ghép và đột biến, và tiến hành đánh giá và tính toán giá trị hàm mục tiêu cho các cá thể mới được tạo ra.

Để đánh giá độ hiệu quả của việc sử dụng thuật toán GA trong hệ thống NOMA-UAV, chúng ta xem xét số lượng cá thể trong quần thể được tạo ra để thực hiện quá trình tối ưu qua số vòng lặp của thuật toán GA. Trong bối cảnh ngày càng tăng cường các yêu cầu về hiệu suất, hiệu quả và tài nguyên của hệ thống, khả năng tối ưu hoá các tham số trở nên cực kỳ quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Trong phần này chúng ta xem xét dung lượng bảo mật của hệ thống trong trường hợp sử dụng tín hiệu nhiễu AN nhằm chủ động giảm khả năng thu tín hiệu của nút nghe lén, qua đó chúng ta sẽ đánh giá được vai trò của tín hiệu nhiễu AN áp dụng trong phương pháp nâng cao dung lượng bảo mật kênh truyền của hệ thống NOMA-UAV.

Kết quả mụ phỏng chỳng ta thu được càng làm rừ hơn sự ảnh hưởng này, nếu ta tập trung vào việc đánh giá mối tương quan giữa khoảng cách BS-UAV và mức công suất phát của BS đối với dung lượng bảo mật của hệ thống. Thông qua việc này, chúng ta có thể tối ưu hóa hiệu quả hệ thống truyền thông, đảm bảo rằng việc gia tăng dung lượng bảo mật không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và hiệu suất truyền thông của hệ thống NOMA-UAV trong môi trường thực tế. Qua việc khảo sát hệ thống NOMA-UAV với sự biến đổi khoảng cách BS- UAV và mức công suất phát từ BS, chúng ta thu được cái nhìn sâu sắc hơn về tương quan giữa các yếu tố này với dung lượng bảo mật của hệ thống.

Mô hình khảo sát dung lượng bảo mật của hệ thống chuyển tiếp hợp tác NOMA-UAV theo độ cao của UAV mang đến cái nhìn sâu sắc về tương quan giữa mức công suất tiêu thụ của UAV và dung lượng bảo mật của hệ thống. Kết quả mô phỏng trong Hình 3.4 cho chúng ta thấy, dung lượng bảo mật hệ thống NOMA-UAV trong môi trường kênh Rice không phải đạt giá trị tối ưu khi chiều cao của UAV ở mức tối thiểu do tính chất kênh truyền Rice. Cần xác định mức công suất phù hợp từ UAV và độ cao tối ưu để đảm bảo dung lượng bảo mật cao nhất trong khi vẫn đáp ứng được yêu cầu truyền thông và hiệu suất truyền tải trong môi trường thực tế.

Qua các đánh giá được thực hiện cho hệ thống NOMA-UAV đã cho thấy sự tương quan và ảnh hưởng của các yếu tố như kích thước quần thể, số lần lặp, mức PAN, khoảng cách BS-UAV và độ cao UAV đến dung lượng bảo mật. Các kết quả này cung cấp thông tin quan trọng cho việc thiết kế và triển khai hệ thống NOMA- UAV, nhằm đạt được sự cân bằng giữa dung lượng bảo mật cao nhất và yêu cầu truyền thông trong môi trường thực tế. Bằng cách xem xét các điều kiện, giả định và quỏ trỡnh thực hiện mụ phỏng, chỳng ta đó rừ ràng húa cỏc bước trong việc mô phỏng và đánh giá dung lượng, từ việc khởi tạo các tham số, xây dựng mô hình toán học, áp dụng thuật toán tối ưu hóa GA, đến việc đánh giá và phân tích kết quả.

Đánh giá dung lượng bảo mật dựa trên công suất nhiễu AN cho thấy rằng việc áp dụng nhiễu AN đóng một vai trò quan trọng trong việc hạ thấp hệ số kênh truyền của kẻ nghe lén và nâng cao dung lượng bảo mật của hệ thống. Tiếp theo, việc đánh giá dung lượng bảo mật dựa trên khoảng cách giữa BS và UAV, cũng như độ cao của UAV so với mặt đất, cung cấp các thông tin về khoảng cách và dung lượng tối ưu của hệ thống, có thể được áp dụng trong quá trình truyền thông thực tế của hệ thống.