انتقال امن توان و اطلاعات به‌صورت همزمان در سيستم‌هاي بي‌سيم انبوه آنتني

كارشناسي ارشد

رشد سريع مخابرات بي‌سيم در سال‌هاي اخير سبب افزايش چشمگير مصرف انرژي در حوزه‌ي سيستم‌هاي مخابراتي گرديده است. از اين رو دستگاه‌هاي مخابرات بي‌سيم با توان محدود، براي تأمين انرژي مورد نياز خود با مشكل مواجه شده‌اند. اخيراً دريافت انرژي از طريق سيگنال‌هاي راديويي موجود در محيط به عنوان يك منبع انرژي تجديدپذير پايدار و در دسترس مطرح شده است. همچنين با توجه به امكان حمل سيگنال اطلاعات توسط سيگنال‌هاي راديويي، انتقال توان به‌صورت همزمان از طريق سيگنال اطلاعات SWIPT به عنوان راهكاري نويد بخش مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اين‌كه در SWIPT سيگنال اطلاعات در فضاي آزاد منتشر مي‌شود، امكان اخلال يا شنود راديويي وجود دارد. از اين رو برقراري امنيت ارتباط در اين سيستم‌ها داراي اهميت است. با توجه به تأمين انرژي مورد نياز كاربران از طريق سيگنال ارسالي ايستگاه پايه درSWIPT و همچنين مصرف انرژي نسبتاً زياد روش‌هاي رمزنگاري، برقراري امنيت ارتباط به‌كمك روش‌هاي امنيت لايه‌ي فيزيكي صورت مي‌گيرد. در اين پايان نامه، يك سيستم SWIPT در حضور يك استراق سمع‌كننده‌ي فعال در نظر گرفته شده است. در اين سيستم، روش انبوه آنتني به دليل شكل‌دهي پرتو سيگنال به صورت متمركز، به‌منظور مقابله با شنود اطلاعات توسط استراق سمع‌كننده‌ به‌كار گرفته شده است. علاوه بر آن از سيگنال انرژي و نويز مصنوعي نيز به ‌منظور گمراهي استراق سمع‌كننده و همچنين افزايش انرژي دريافتي كاربر استفاده شده است. در اين كار نرخ محرمانگي به‌عنوان معياري براي ارزيابي امنيت ارتباط در نظر گرفته شده و كران پاييني براي آن بدست آورده شده است. سپس با توجه به قيودي پيرامون حداقل انرژي دريافتي لازم كاربر و حداكثر انرژي دريافتي استراق سمع‌كننده حداكثر‌سازي گرديده است. نتايج عددي درستي كران بدست آمده را تأييد مي‌كنند و همچنين نشان مي دهند كه به‌كارگيري سيگنال انرژي به‌منظور افزايش امنيت راهكاري موثر مي‌باشد.

192220

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات سيستم

دكتر سيد محمد رضوي‌زاده