بهينه‌سازي گذردهي در شبکه پخش با حفظ محرمانگي اطلاعات اختصاصي هر گيرنده با استفاده از کدينگ، مدولاسيون و توان ارسالی وفقی
الموضوعات :
مهرداد تاکی
1
(دانشگاه اصفهان)
الکلمات المفتاحية: امنيت لايه فيزيکي شبکه پخش کدينگ و مدولاسيون وفقي,
ملخص المقالة :
در اين مقاله روشي براي ارسال بهينه اطلاعات در شبکه پخش ارائه مي‌شود که در آن ضمن حداکثرکردن بهره‌برداري از منابع شبکه، امنيت لايه فيزيکي براي اطلاعات هر کاربر تأمين مي شود، یعني سناريوي ارسال به گونه‌اي تدوين شده که اطلاعات ارسالي هر کاربر صرفاً در گيرنده متناظرش با احتمال خطاي مناسب قابل آشکارسازي است و احتمال خطاي آشکارسازي اطلاعات در گيرنده‌هاي غير خودي تا حد قابل قبولي زياد مي‌باشد. در روش پيشنهادي از تنظيم نرخ گسسته با استفاده از کدبندي و مدوله‌سازي وفقي استفاده مي‌شود و نرخ ارسال بر مبناي سيگنال به نويز لینک‌هاي مختلف تعيين مي‌گردد. حل‌هاي دقيق و تقريبي براي حل مسأله بهينه‌سازي ارائه شده که حل تقريبي ضمن داشتن اختلاف اندک با حل دقيق، پيچيدگي قابل قبولي دارد. بررسي‌هاي عددي حاکي از آن است که اضافه‌شدن قيد امنيت موجب کاهش جزئي نرخ‌هاي قابل دسترسي در شبکه در عوض حفظ محرمانگي اطلاعات خواهد شد.
[1] C. E. Shannon, "Communication theory of secrecy systems," Bell Syst. Tech. J., vol. 28, no. 2, pp. 656-715, Oct. 1949.
[2] D. Wyner, "The wiretap channel," Bell. Syst. Tech. J., vol. 54, no. 8, pp. 1355-1387, Oct. 1975.
[3] I. Csiszar and J. Korner, "Broadcast channels with confidential messages," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 24, no. 3, pp. 339-348, May 1978.
[4] Y. Liang, A. Somekh - Baruch, H. V. Poor, and S. Shamai, "Capacity of cognitive interference channels with and without secrecy," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 55, no. 2, pp. 604-619, Feb. 2009.
[5] P. Gopala, L. Lai, and H. E. Gamal, "On the secrecy capacity of fading channels," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 54, no. 10, pp. 4687-4698, Oct. 2008.
[6] Y. Liang, H. V. Poor, and S. Shamai, "Secrecy capacity region of fading broadcast channels," in Proc. IEEE Int. Symp. Information Theory, pp. 1291-1295, Nice, France, 24-29 Jun 2007.
[7] S. T. Chung and A. J. Goldsmith, "Degrees of freedom in adaptive modulation: a unified view," IEEE Trans. Commun., vol. 49, no. 9, pp. 1561-1571, Sep. 2001.
[8] K. J. Hole, H. Holm, and G. E. Oien, "Adaptive multidimensional coded modulation over flat fading channels," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 18, no. 7, pp. 1153-1158, Jul. 2000.
[9] M. Taki and F. Lahouti, "Discrete rate interfering cognitive link adaptation design with primary link spectral efficiency provisioning," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 10, no. 9, pp. 2929-2939, Sep. 2011.
[10] M. Taki and F. Lahouti, "A framework for integrated discrete - rate and power adaptation and user selection in heterogeneous wireless networks," in Proc. IEEE Wireless Advanced Conf., pp. 252-257, London, UK, 20-22 Jun. 2011.
[11] H. Khodakarami and F. Lahouti, "Link adaptation for physical layer security overwireless fading channels," IET Commun., vol. 6, no. 3, pp. 353-362,. 2012.
[12] L. H. Ozarow, S. Shamai, and A. D. Wyner, "Information theoretic considerations for cellular mobile radio," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 43, no. 2, pp. 359-378, May 1994.
[13] D. Klinc, J. Ha, S. W. McLaughlin, J. Barros, and B. Kwak, "LDPC codes for physical layer security," in Proc. IEEE Global Telecommunications Conf., GLOBECOM, 6 pp., Honolulu, US, 30 Nov.-4 Dec. 2009.
[14] J. Nocedal and S. J. Wright, Numerical Optimization, Springer Verlag, Berlin, New York, 2nd ed., 2006.
[15] ETSI EN: DVB-S2 Standard Specification, 2005.
