Röle destekli kablosuz ağlarda fiziksel katman güvenliğinin geliştirilmesi
Physical layer security enhancements on relay assisted wireless networks
- Tez No: 618862
- Danışmanlar: PROF. DR. B. SIDDIK YARMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fiziksel Katman Güvenliği, Tam Zamanlı İki Yönlü Fırsatçı Röle Ağlar, Max-Min Röle Seçim Tekniği, Sızdırma Oranı, Eş-Kanal Etkileşimleri, Güvenlik politikaları, Güvenlik protokolleri, Güvenlik sistemleri, Güvenlik topluluğu, Güvenlik yönetimi, Physical Layer Security, Full Duplex Two Way Untrustworthy Relay Network, Max-Min Relay Selection Techniques, Rayleigh Fading Channel, Co-Channel inteference, Security policies, Security protocols, Security systems, Security community, Security management
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, eş kanallı etkileşimli, tam zamanlı iki yönlü, fırsatçı çoklu erişime sahip bir röle seçim modeli geliştirilimiş ve bunun ileriye doğru etkisi araştırılmıştır. Geliştirilen sistem modeli, S1 ve S2 gibi, iki kaynak terminalinin, sınırlı sayıda eş kanal etkileşimi olması durumunda J sayıda rölenin işbirliği ile iletişim kurması üzerinedir. Ayrıca, modelde yapay/gürültü sinyali, sızıntı bilgisini azaltmak için sınırlı sayıda dostça bozucu tarafından gönderilmektedir. Röle seçim yöntemi, bütün röle terminallerinde minimum sinyal-gürültü oranını maksimize etmeye dayanan max-min tekniğini kullanmaktadır. Modelin simülasyon sonuçları, eş kanal etkileşimi etkisi, servis dışı kalma olasılığı, ulaşılabilir gizlilik oranı, hata olasılığı, güvenılır verim analizi ve kesişim olasılığının performans sınırları ölçmektedir. Buna göre, önerilen model gizlilik oranın es-kanal müdahalesinden nasıl etkilendiği açıklanmaktadır. Ayrıca, analitik ve simülasyon sonuçları arasındaki farklarda belirtilmiştir. Öte yandan, Rayleigh sönümlemeli kanal üzerinde eş- kanal etkileşim etkilerini elde etmek için güvenli olmayan röle bir ağ model önerilmiştir. Bu sistem modelinin performans analiz parametreleri, eş kanal etkileşiminin varlığı ve yokluğu olarak iki şema altında incelenmiştir. Hem röle hem de iki düğümü, fiziksel katman güvenliğini artırmak için sınırlı sayıda eş kanal etkileşim ve dost bozucularla çalışmaktadır. Ek olarak, simülasyon sonuçları eş kanal etkileşimin sistem performansını etkilediği göstermektedir; öyle ki, eş kanal etkileşiminin oldugu durumunda ulaşılabilir gizlilik oranının performansı artığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, yapilan analitik calismada, eş kanal etkileşimin etkilerini ulaşılabilir çeşitlilik oranını bozduğu ve yüksek SNR rejimlerinde sistem kodlama kazancının kaybına neden olduğunu anlaşılmaktadır. Gürültüsız durumunda, tüm performans eğrilerinin, dostça bozucu ve döngü girişim etkileri nedeniyle yüksek SNR rejimlerinde doyurmak gözlenmiştir. Monte-Carlo simülasyonu ve sayısal sonuçlar ayrıca röle seçim stratejisinin gizlilik elde edilebilir oranı, gizlilik verimi ve kesişme olasılığı açısından sistem gizlilik performansını artırdığını göstermiştir. Ayrıca eş kanallı etkileşimlin varlığının, bilgi alışverişi sürecine egemen olduğu ve bu da yüksek SNR rejimlerinde doymuş performans eğrileriyle sonuçlandığı ve serbest girişim vakalarında sistem kodlama kazanç kayıplarına neden olduğu belirtilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the impact of co-channel interference on two-way untrustworthy relay selection over Rayleigh fading environment. The investigation considers that two source terminals make information exchange over J number of full-duplex based amplify-and-forward bi-directional untrustworthy relay in the presence of co-channel interference. In addition, limited number of friendly jammers generate artificial interference/noise signals to mitigate information leakage. To minimize the system overhead and enhancing secrecy performance, the relay selection is made by means of max-min criteria, which is based on maximizing the minimum secrecy rate over the relay terminals. The system model fundamental performance limits are measured by means of secrecy outage probability, secrecy achievable sum rate, intercept probability, and secrecy throughput analysis metrics. According to Monte-Carlo based simulations and numerical results. the max-min based selection strategy achieves cooperative diversity order, which is equal to total number of possible paths, in high signal-to-noise ratio regimes. Results also show that the co-channel interference dominates the information exchange process and degrades the achievable cooperative diversity order from J to 0 and causes system coding gain losses on free-interference case in high signal-to-noise ratio regimes. It is also observed that under the free-interference case, all the performance curves saturate in high SNR regimes because of the friendly jammer and loop interference effects. Monte-Carlo simulation and numerical results also showed that the relay selection strategy enhances the system secrecy performance in terms of secrecy achievable rate, secrecy throughput, and intercept probability. It is also noted that existence of CCI dominates the information exchange process, which in turn results in saturated performance curves in high SNR regimes and causes system coding gain losses on free-interference case.
Benzer Tezler
- Design and implementation of modular front end for rf fingerprinting of bluetooth signals
Bluetooth sinyallerinin rf parmak izi için modüler ön uç tasarımı ve uygulaması
EMRE UZUNDURUKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KARA
- Conventional NOMA and the interplays with cooperative communication and spatial modulation: Performance evaluation and analysis under imperfect SIC
Geleneksel dik olmayan çoklu erişim (NOMA) ve NOMA'nın işbirlikli iletişim ve uzaysal modülasyonla birlikte uygulanması: Hatalı ardışık girişim engelleyici (SIC) altında performans değerlendirmesi ve analizi
FERDİ KARA
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KAYA
- Quality of service aware dynamic admission control in IEEE 802.16jnon-transparent relay networks
Transparan olmayan IEEE 802.16j röle ağlarda servis kalitesi farkında dinamik kabul denetimi
EDA KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü
DR. CEVAT ŞENER
- Kablosuz algılayıcı ağlarda kapsanma oranının elektromagnetizma-benzer algoritması ve elfes olasılıksal algılama modeli ile optimizasyonu
Optimization of coverage ratio by electromagnetism-like algorithm and elfes probabilistic detection model in wireless sensor networks,
NAWZAD HASAN ALİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Eğitim ve ÖğretimVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ÖZDAĞ
- Röle destekli kablosuz optik haberleşme sistemleri için uyarlanabilir modülasyon
Adaptive modulation for relay-assisted free-space optical communication
FETHULLAH SİPAHİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR SIDDIK BİNBOĞA YARMAN