Kết quả đạt được trong chương này bao gồm:
- Phát biểu một cách tổng quan và cô đọng về bài toán bảo mật thông tin
tầng vật lý trên cơ sở của lý thuyết thông tin từ ý tưởng đầu tiên đến những nội
dung, kết quả gần đây. Qua đó đã chỉ ra thách thức khoa học trong lĩnh vực này là tìm ra được giá trị tốc độ truyền tin mật Rs(bits/symbol) tốt nhất. Đây
là lớp các bài toán tối ưu không lồi nên chưa có phương pháp giải toàn cục, các kết quả khoa học đã được công bố là các phương pháp giải tìm nghiệm cận tối ưu.
- Phân tích khả năng ứng dụng của bài toán bảo mật tầng vật lý dựa trên kỹ thuật truyền búp sóng, đặc biệt khi việc triển khai phổ biến công nghệ truyền thông 5G và IoT đang đến rất gần.
- Nghiên cứu, phân tích các thách thức giải các bài toán quy hoạch không lồi để tìm nghiệm cận tối ưu tốt hơn và thời gian tìm ngắn hơn cho các bài toán bảo mật tầng vật lý trong mạng vô tuyến chuyển tiếp được nghiên cứu phổ biến, dạng bài toán bảo mật cho mô hình hoạt động theo kỹ thuật DF và kỹ thuật AF. Đây là các bài toán được xây dựng dựa trên lý thuyết thông tin và đã được nghiên cứu rộng rãi trong thời gian gần đây.
- Nghiên cứu tổng quan và cơ bản nhất về Quy hoạch DC và giải thuật DCA liên quan đến việc ứng dụng vào trong các thuật toán đề xuất được trình bày ở các chương tiếp theo.
Kết quả Chương 1 đã phát biểu lại một cách tổng quát và cô đọng về bài toán bảo mật truyền tin tầng vật lý cho mạng truyền tin vô tuyến sử dụng các trạm chuyển tiếp. Các bài toán này được xây dựng dựa trên lý thuyết thông tin và đang được đề cập nghiên cứu trong nhiều công trình được công bố trong thời gian gần đây [1], [3], [12], [18], [20]–[22], [30], [77]–[79]. Phần này cũng đã đặt ra một số thách thức khoa học cần giải quyết cho các bài toán khó này, đó là cần tìm phương pháp giải để tìm nghiệm tốt hơn cho một số bài toán bảo mật dạng quy hoạch không lồi, nghiệm của bài toán có dạng phức là hệ số truyền búp sóng của các trạm
chuyển tiếp (w) sao cho hiệu suất truyền tin mật (Rs) của hệ thống là cao nhất
(tương ứng là giá trị hàm mục tiêu của các bài toán tối ưu). Các chương tiếp theo sẽ trình bày các thuật toán đề xuất mới để giải các bài toán bảo mật này và phân tích tính ưu việt của thuật toán đề xuất so với các phương pháp giải đã công bố.
Mục tiêu của Luận án là tìm giá trị Rs tốt hơn các phương pháp đã công bố. Trong đó, giá trị Rs là số lượng bits tin bí mật được truyền trên một đơn vị truyền tin tầng vật lý (symbol), Luận án không đi sâu phân tích các đặc tính ăng ten hay phương pháp điều chế cũng như phương pháp lập mã và giải mã kênh.
CHƯƠNG 2: NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRUYỀN TIN MẬT TẦNG VẬT LÝ CHO MẠNG CHUYỂN TIẾP VÔ TUYẾN SỬ DỤNG KỸ THUẬT DF.
2.1 Giới thiệu
Chương này sẽ nghiên cứu và đề xuất 02 thuật toán mới trên cơ sở sử dụng Quy hoạch DC và giải thuật DCA để giải 02 bài toán bảo mật truyền tin vô tuyến sử dụng kỹ thuật DF trên để nâng cao hiệu quả truyền tin mật. Các thuật toán đề xuất cũng là các phương pháp tìm nghiệm cận tối ưu nhưng chúng cho kết quả nghiệm tốt hơn so với các phương pháp đã công bố.
Cụ thể, chương này sẽ đi vào 02 bài toán sau:
- Nâng cao hiệu quả truyền tin mật cho mạng chuyển tiếp vô tuyến theo kỹ thuật DF có sự xuất hiện của một trạm nghe lén DF1E.
- Nâng cao hiệu quả truyền tin mật cho hệ mạng chuyển tiếp vô tuyến theo kỹ thuật DF có sự xuất hiện của nhiều trạm nghe lén DFME.
Các nghiên cứu trong Luận án có giả thiết được xem xét trên kênh truyền tạp Gauss trắng cộng tính, rời rạc không nhớ (AWGN – Additive White Gaussian Noise) và các giới hạn như trong phần 1.3.1. Các kết quả khoa học của chương này đã được báo cáo tại hội nghị quốc tế ACIIDS và xuất bản trong ấn phẩm LNCS của Springer vào năm 2016 [T.9] và năm 2019 [T.4].
Tuỳ theo mô hình truyền tin có một trạm nghe lén hay nhiều trạm nghe lén và theo lý thuyết thông tin sẽ dẫn bài toán đến các dạng bài toán tối ưu khác nhau. Với mô hình có nhiều trạm nghe lén, thường dẫn đến những bài toán có hàm mục tiêu là hiệu suất truyền tin mật và thường có ràng buộc về công suất truyền của các trạm phát là phức tạp nên bài toán sẽ khó giải hơn so với bài toán của mô hình có một trạm nghe lén.