Tối ưu hiệu năng hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý với bề mặt phản xạ thông minh

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tình hình tăng trưởng của lưu lượng dữ liệu di động

1.2. Công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ 6

1.2.1. Các tiêu chuẩn của 6G

1.2.2. Các công nghệ của 6G

1.3. Vấn đề bảo mật lớp vật lý

1.4. Lý do chọn đề tài

1.5. Mục tiêu của luận văn

1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.6.1. Đối tượng nghiên cứu

1.6.2. Phạm vi nghiên cứu

1.7. Phương pháp nghiên cứu và đóng góp của luận văn

1.7.1. Phương pháp nghiên cứu

1.7.2. Đóng góp của luận văn

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Một số khái niệm, mô hình và công nghệ trong các hệ thống viễn thông

2.1.1. Kênh truyền trong hệ thống viễn thông

2.1.2. Hiệu suất phổ và hiệu suất năng lượng

2.1.3. Bề mặt phản xạ thông minh

2.1.4. Hệ thống vô tuyến nhận thức

2.1.5. Hệ thống truyền thông tin và thu thập năng lượng vô tuyến đồng thời

2.1.6. Bảo mật lớp vật lý

2.2. Lý thuyết toán sử dụng trong luận văn

2.2.1. Thuật toán Inexact Block Coordinate Descent

2.2.2. Bài toán quy hoạch phân số và thuật toán Dinkelbach

2.2.3. Phương pháp hàm phạt

2.2.4. Thuật toán Majorization - Minimization

2.3. Kết luận chương

3. CHƯƠNG 3: TỐI ƯU HÓA TỐC ĐỘ BẢO MẬT CỦA HỆ THỐNG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC MIMO VỚI SWIPT ĐƯỢC HỖ TRỢ BỞI IRS

3.1. Mô hình hệ thống

3.2. Phát biểu bài toán

3.3. Phương pháp đề xuất

3.3.1. Bài toán con 1

3.3.2. Bài toán con 2

3.3.3. Bài toán con 3

3.4. Kết quả mô phỏng

3.5. Kết luận chương

4. CHƯƠNG 4: TỐI ƯU HÓA HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG MIMO VỚI SWIPT ĐƯỢC HỖ TRỢ BỞI IRS

4.1. Mô hình hệ thống

4.2. Phát biểu bài toán

4.3. Phương pháp đề xuất

4.3.1. Bài toán con 1

4.3.2. Bài toán con 2

4.3.3. Bài toán con 3

4.4. Kết quả mô phỏng

4.5. Kết luận chương

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Kết luận chung

5.2. Hướng phát triển

Tài liệu tham khảo

I. Tối ưu hiệu năng hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý

Nghiên cứu về tối ưu hóa hiệu năng của hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý sử dụng bề mặt phản xạ thông minh (IRS) đã trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực viễn thông hiện đại. Đặc biệt, trong bối cảnh sự gia tăng không ngừng của lưu lượng dữ liệu di động, việc tối ưu hóa các hệ thống truyền thông không dây là điều cần thiết. Hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý không chỉ đảm bảo tính bảo mật mà còn phải đạt được hiệu suất cao trong việc truyền tải dữ liệu. Để thực hiện điều này, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ IRS có thể cải thiện đáng kể hiệu suất phổ (SE) và hiệu suất năng lượng (EE). Theo đó, các mô hình toán học và thuật toán tối ưu hóa được phát triển nhằm giải quyết các bài toán cụ thể liên quan đến tốc độ bảo mật và hiệu suất năng lượng.

1.1 Giới thiệu về bề mặt phản xạ thông minh

Bề mặt phản xạ thông minh (IRS) là một công nghệ mới nổi trong lĩnh vực viễn thông, có khả năng cải thiện hiệu suất của các hệ thống truyền thông không dây. IRS sử dụng các phần tử phản xạ thụ động để điều chỉnh và tối ưu hóa tín hiệu truyền đi, từ đó nâng cao hiệu suất hệ thống. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng IRS có thể tăng cường bảo mật thông tin trong các hệ thống truyền thông bằng cách tối ưu hóa cách thức mà tín hiệu được phản xạ và phân phối. Điều này không chỉ giúp cải thiện tốc độ truyền tải mà còn giảm thiểu các rủi ro liên quan đến việc bị nghe lén hoặc tấn công từ bên ngoài.

1.2 Phân tích hiệu suất và bảo mật của hệ thống

Để đánh giá hiệu suất của hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý, các tiêu chí như tốc độ bảo mật và hiệu suất năng lượng cần được xem xét kỹ lưỡng. Các mô hình toán học được xây dựng nhằm tối ưu hóa tốc độ bảo mật trong các hệ thống CR MIMO với SWIPT được hỗ trợ bởi IRS. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc áp dụng IRS không chỉ cải thiện tốc độ bảo mật mà còn giúp tiết kiệm năng lượng, từ đó nâng cao hiệu suất hệ thống. Điều này khẳng định rằng công nghệ IRS có thể đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giải pháp bảo mật hiện đại cho các hệ thống truyền thông không dây.

1.3 Ứng dụng thực tiễn và giá trị của nghiên cứu

Nghiên cứu về tối ưu hóa hiệu năng của hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý sử dụng IRS có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như viễn thông, an ninh mạng và truyền thông không dây. Việc ứng dụng IRS không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn nâng cao tính bảo mật cho các hệ thống, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng về bảo mật thông tin. Hơn nữa, nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho các công nghệ 6G trong tương lai, nơi mà yêu cầu về tốc độ và bảo mật sẽ ngày càng khắt khe hơn. Từ đó, việc phát triển các giải pháp tối ưu hóa hiệu năng sẽ trở thành một yếu tố then chốt trong việc đảm bảo sự phát triển bền vững của các hệ thống thông tin.

Tối ưu hóa hiệu năng hệ thống thông tin bảo mật lớp vật lý bằng bề mặt phản xạ thông minh