I. Tổng quan về bài toán bảo mật tầng vật lý và quy hoạch DC
Luận án tập trung vào việc nâng cao tốc độ truyền tin bảo mật trong hệ thống vô tuyến chuyển tiếp bằng cách áp dụng quy hoạch DC. Bảo mật tầng vật lý (PLS) là một hướng nghiên cứu mới, không dựa vào các thuật toán mật mã truyền thống mà sử dụng lý thuyết thông tin và xử lý tín hiệu để đảm bảo an toàn thông tin. Quy hoạch DC là một phương pháp tối ưu hóa hiệu quả, được sử dụng để giải các bài toán không lồi trong bảo mật tầng vật lý. Luận án đề xuất các giải thuật mới dựa trên quy hoạch DC để tối ưu hóa tốc độ truyền tin mật (Rs) trong các hệ thống vô tuyến chuyển tiếp.
1.1. Bài toán bảo mật tầng vật lý
Bảo mật tầng vật lý (PLS) là một phương pháp bảo mật thông tin dựa trên các đặc tính vật lý của kênh truyền, như fading và nhiễu. Khác với các phương pháp mật mã truyền thống, PLS không yêu cầu mã hóa thông tin mà tập trung vào việc làm suy giảm chất lượng tín hiệu tại các trạm nghe lén. Bài toán chính của PLS là tối đa hóa tốc độ truyền tin mật (Rs) trong khi đảm bảo rằng tín hiệu tại trạm nghe lén có chất lượng thấp hơn ngưỡng có thể giải mã được.
1.2. Quy hoạch DC và giải thuật DCA
Quy hoạch DC là một phương pháp tối ưu hóa dựa trên sự phân tích hàm mục tiêu thành hiệu của hai hàm lồi. Giải thuật DCA là một phương pháp lặp để giải các bài toán quy hoạch DC, giúp tìm nghiệm tối ưu toàn cục hoặc cận tối ưu. Trong luận án, quy hoạch DC được áp dụng để giải các bài toán bảo mật tầng vật lý, nhằm tối ưu hóa tốc độ truyền tin mật (Rs) trong các hệ thống vô tuyến chuyển tiếp.
II. Nâng cao hiệu quả truyền tin mật trong hệ thống chuyển tiếp vô tuyến
Luận án đề xuất các giải thuật mới để nâng cao tốc độ truyền tin bảo mật trong hệ thống vô tuyến chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật Giải mã - Chuyển tiếp (DF) và Khuếch đại - Chuyển tiếp (AF). Các giải thuật này được áp dụng trong hai trường hợp: hệ thống có một trạm nghe lén và hệ thống có nhiều trạm nghe lén. Quy hoạch DC và giải thuật DCA được sử dụng để tối ưu hóa các tham số hệ thống, đảm bảo tốc độ truyền tin mật (Rs) cao nhất có thể.
2.1. Kỹ thuật Giải mã Chuyển tiếp DF
Trong kỹ thuật Giải mã - Chuyển tiếp (DF), các trạm chuyển tiếp giải mã tín hiệu nhận được từ trạm nguồn trước khi chuyển tiếp đến trạm đích. Luận án đề xuất giải thuật DCA-DF1E và DCA-DFME để tối ưu hóa tốc độ truyền tin mật (Rs) trong các hệ thống có một và nhiều trạm nghe lén. Các giải thuật này sử dụng quy hoạch DC để tìm các hệ số khuếch đại tối ưu tại các trạm chuyển tiếp.
2.2. Kỹ thuật Khuếch đại Chuyển tiếp AF
Kỹ thuật Khuếch đại - Chuyển tiếp (AF) không yêu cầu giải mã tín hiệu mà chỉ khuếch đại và chuyển tiếp tín hiệu nhận được. Luận án đề xuất giải thuật DCA-AF1E và DCA-AFME để tối ưu hóa tốc độ truyền tin mật (Rs) trong các hệ thống có một và nhiều trạm nghe lén. Các giải thuật này cũng dựa trên quy hoạch DC để tìm các hệ số khuếch đại tối ưu.
III. Thực nghiệm và đánh giá hiệu quả
Luận án thực nghiệm và đánh giá hiệu quả của các giải thuật đề xuất trong việc nâng cao tốc độ truyền tin bảo mật trong hệ thống vô tuyến chuyển tiếp. Các kết quả thực nghiệm cho thấy các giải thuật dựa trên quy hoạch DC và giải thuật DCA đạt được tốc độ truyền tin mật (Rs) cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Ngoài ra, luận án cũng so sánh hiệu quả của hai kỹ thuật DF và AF, đồng thời đưa ra các khuyến nghị về số lượng trạm chuyển tiếp cần thiết để đạt được hiệu suất tối ưu.
3.1. Đánh giá hiệu quả của các giải thuật
Các giải thuật DCA-DF1E, DCA-DFME, DCA-AF1E và DCA-AFME được thực nghiệm và so sánh với các phương pháp truyền thống. Kết quả cho thấy các giải thuật đề xuất đạt được tốc độ truyền tin mật (Rs) cao hơn, đặc biệt trong các hệ thống có nhiều trạm nghe lén. Quy hoạch DC và giải thuật DCA chứng minh tính hiệu quả trong việc tối ưu hóa các tham số hệ thống.
3.2. So sánh kỹ thuật DF và AF
Luận án so sánh hiệu quả của hai kỹ thuật Giải mã - Chuyển tiếp (DF) và Khuếch đại - Chuyển tiếp (AF). Kết quả cho thấy kỹ thuật DF đạt được tốc độ truyền tin mật (Rs) cao hơn trong các hệ thống có ít trạm nghe lén, trong khi kỹ thuật AF hiệu quả hơn trong các hệ thống có nhiều trạm nghe lén. Luận án cũng đưa ra các khuyến nghị về số lượng trạm chuyển tiếp cần thiết để đạt được hiệu suất tối ưu.
