فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

با گسترش شبکه‌های بی‌سیم 5G و نیاز به تبادل اطلاعات حساس، تأمین امنیت به چالشی اساسی تبدیل شده است. روش‌های رمزنگاری سنتی، با وجود پیچیدگی الگوریتم‌ها، در برابر پیشرفت‌های فناوری آسیب‌پذیر هستند و برای تبادل کلیدهای رمزنگاری به کانال‌های ارتباطی امن نیاز دارند. این مقاله به بررسی راهکارهای امنیت لایه فیزیکی (PLS) می‌پردازد که با بهره‌گیری از ویژگی‌های ذاتی کانال‌های مخابراتی بی‌سیم، امکان تبادل امن داده‌ها را فراهم می‌آورد. سیستم پیشنهادی در این مقاله یک سیستم ارتباطی بی‌سیم چندآنتنه است که کاربران از طریق گره رله و در حضور گره استراق‌سمع‌ کننده به تبادل امن اطلاعات می‌پردازند. برای مقابله با شنود، راهکار تداخل مشارکتی در دو فاز مجزا ارائه می‌شود که با شکل‌دهی پرتوی تداخل ساختگی و شکل‌دهی پرتوی دریافت اطلاعات، نسبت سیگنال به تداخل و نویز (SINR) را در گره استراق‌سمع‌ کننده کاهش و در گره‌های مجاز افزایش می‌دهد. طراحی بهینه سیستم با روش آزادسازی نیمه معین (SDR) حل شده و طرح شکل‌دهی پرتوی ارسال اجبار به صفر (TZF) نیز برای مقایسه با عملکرد بهینه معرفی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که طرح بهینه، نرخ محرمانگی متوسط را نسبت به طرح TZF و سیستم مرجع به‌ترتیب bps/Hz 98/11 و bps/Hz 33/16 بهبود داده و احتمال قطع لینک شنود را به 81 درصد می‌رساند. در این میان، طرح TZF با عملکردی قابل قبول نسبت به سیستم مرجع، نرخ محرمانگی را به میزان bps/Hz 35/4 بهبود داده و احتمال قطع لینک شنود را به 9/0 درصد افزایش می‌دهد.