Design and Analysis of New Cooperative Relaying Networks for Enhancing Physical Layer Security
| المؤلف الرئيسي: | Abd Almalek, Ahmed Hassan (Author) |
|---|---|
| مؤلفين آخرين: | Zummo, Salam A. (Advisor) |
| التاريخ الميلادي: |
2015
|
| موقع: | الظهران |
| الصفحات: | 1 - 263 |
| رقم MD: | 774909 |
| نوع المحتوى: | رسائل جامعية |
| اللغة: | الإنجليزية |
| الدرجة العلمية: | رسالة دكتوراه |
| الجامعة: | جامعة الملك فهد للبترول والمعادن |
| الكلية: | عمادة الدراسات العليا |
| الدولة: | السعودية |
| قواعد المعلومات: | Dissertations |
| مواضيع: | |
| رابط المحتوى: |
الناشر لهذه المادة لم يسمح بإتاحتها. |
| المستخلص: |
منذ نهاية القرن الماضي، اعتبرت شبكات الاتصالات اللاسلكية واحدة من أفضل أدوات تحسين الإنتاجية والإبداع. قدمت هذه الشبكات مجموعة من المزايا أهمها الحركية والمرونة وسهولة التركيب والاستخدام مما رشحها لتصبح عمودا فقريا لمعظم الأنشطة الرسمية والاجتماعية. ولكن وعلى الرغم من كل هذه المزايا، ونظرا لطبيعة قنوات الاتصال اللاسلكية، تظل حماية المعلومات المتداولة عبر شبكات الاتصالات اللاسلكية واحدة من المشاكل الرئيسة لهذه الشبكات. ونتيجة لاندماج شبكات الاتصالات اللاسلكية سريعاً في مختلف الأنشطة اليومية، زاد القلق من قدرة هذه الشبكات على حماية المعلومات. هذا القلق المتزايد في الآونة الأخيرة ألهم الباحثين في مجال حماية شبكات الاتصالات اللاسلكية لتقديم نهج أمني جديد يعرف بأمن الطبقة المادية. (Physical layer) تم تعريف أمن الطبقة المادية على نحو متزايد على أنه وسيلة قوية لضمان اتصال آمن عبر شبكات الاتصالات اللاسلكية في ظل تزايد الشكوك حول قدرة نظم التشفير التقليدية على توفير الحماية اللازمة نتيجة للتحسن الكبير في أداء الحوسبة. يقوم مفهوم الحماية في هذا النهج الجديد على ضمان أن قناة التنصت هي نسخة متدهورة من القناة الرئيسة مما يزيد من أمن الشبكات اللاسلكية. مما يجعل هذا النهج الجديد في الحماية ملائما جداً لشبكات الاتصالات اللاسلكية المدمجة الحديثة. نتج عن ذلك تقديم أطروحة عمل تهدف إلى تصميم ودراسة كيفية حماية أنظمة الاتصال الإدراكية اللاسلكية والتي يتم فيها تقاسم الطيف اللاسلكي بين نوعين من المستخدمين هما المستخدم الرئيسي والمستخدم الثانوي. ستنفذ هذه الدراسة على نوعين من الاتصالات الإدراكية مقسمة على حسب قدرة المستخدمين (الرئيسي والثانوي) على التعاون. تشجع شبكات الاتصال الإدراكية التعاونية التعاون بين المستخدم الرئيسي والمستخدم الثانوي. المزايا الرئيسية لهذا التعاون تتمثل في زيادة معدل البيانات الإجمالي للنظام، ورفع كفاءة الأشغال في النطاق الترددي وتحسين معدل السرية. سيتم دراسة تحسين الأمن من خلال التعاون في الطبقة المادية عبر قنوات خبو مختلفة، وحيث تكون نقاط الاتصال المرخصة مجهزة بهوائي واحد أو أكثر وفي وجود متنصت واحد أو أكثر مجهز بهوائي واحد أو أكثر تحت ظروف التشغيل التي ثبت في الماضي أن أنها تؤثر على أمن الشبكة. من ناحية أخرى، تعتبر الاتصالات الضوئية أو البصرية في الفراغ وسيلة فعالة لنقل المعلومات بسرعات عالية ولمسافات قصيرة. لقد تم تقديم هذا النوع من الاتصالات من أجل التغلب على مشكلة "الميل الأخير" في الشبكات اللاسلكية والتي تتمثل بالانخفاض في سرعة نقل المعلومات للمستخدمين كما يحدث في بعض أنظمة الاتصالات بسبب ظاهرة التلاشي -الناتجة عن وصول الإشارة للمستقبل من خلال عدة مسارات وبأطوار مختلفة والتي تؤدي إلى ضرر كبير بجودة الإشارة-على سبيل المثال. في مثل هذه الأنظمة، يتم نقل المعلومات أو الإشارات بين مرسل ومستقبل ضوئيان موجودان، مثلا، على سطح بنايتين متقابلتين على بعد بضع مئات من الأمتار. هذا البعد بين المرسل والمستقبل يمكن أن يشكل تحد فعلي في عملية نقل الإشارات. في أنظمة الاتصالات العادية ولكن ليس بالنسبة لمثيلاتها من أنظمة الاتصال الضوئي في الفراغ. بصفتها قادرة على نقل المعلومات بسرعة الاتصالات ذات الطيف العريض (والتي بدورها تقود لنقل معلومات بسرعات عالية جداً)، وحيث أنها تعمل على ترددات طيف غير مرخصة، تمثل الاتصالات الضوئية في الفراغ بديل أو مكمل قليل التكلفة لاتصالات التردد الراديوي. ولأن الموجات الضوئية غير مملوكة لشركات تزويد الخدمة، استخدامها مجاني وبدون لكمية المعلومات المنقولة. بالإضافة إلى ذلك، ميزاتها مثل الأمن المرتفع، المرونة، سرعة الانتشار، وعدم تعرضها للتداخل كما في أنظمة التردد الراديوي، جعلت منها مرغوبة الاستخدام في حالات الطواري، والتطبيقات العسكرية. إلى جانب الاتصالات الضوئية في الفراغ، تم تقديم تقنية أو شبكات المرحلات للتغلب على مشكلة التلاشي في شبكات الاتصال اللاسلكية من خلال تزويد النظام بنسخ متعددة من الإشارات المرسلة بشكل مدروس، بالإضافة إلى ذلك، تمتاز شبكات المرحلات بقدرتها على زيادة مدى وصول الإشارة، تحسينها لكفاءة استخدام القدرة، تحسينها لسعة النظام. وسيلة أخرى لتحسين أداء أنظمة الاتصالات اللاسلكية هي تنظيم وصول المستخدمين لمصادر النظام وعملية نقل معلوماتهم. نقدم في هذا البحث بعض السيناريوهات الجديدة والفعالة لشبكات الاتصال الإدراكية التعاونية وكذلك لشبكات المرحلات المدمجة من نوع تردد راديوي/تردد اتصال بصري في الفراغ وذلك من أجل دراسة أمن الطبقة المادية وتحسين الأداء المقدم من هذه الشبكات لتعزيز الأداء الأمني. حيث يقدم البحث في البداية طرق جديدة ومبتكرة للتعاون بين المستخدم الأساسي والثانوي من أجل تعزيز أمن الطبقة المادية مع السماح للمستخدم الثانوي باستخدام الطيف الترددي في نفس الوقت. ومن ثم يتجه البحث لدراسة مدى سرية المعلومات التي يمكن أن تقدمها شبكات المرحلات المدمجة من نوع تردد راديوي/تردد اتصال بصري في الفراغ وذلك من خلال دراسة أداء هذه الشبكات في حالة التعرض لهجوم من متنصت واحد أو عدة متنصيتين. ولقد أثبتت الدراسة أنه يمكن تحسين معامل السرية والأمان في الطبقة المادية باستخدام تلك النماذج المبتكرة في البحث. حيث أشارت المعادلات والمحاكاة باستخدام الحاسوب تحسن في أداء الشبكات المقترحة من وجهة نظر الفاعلية والأمان. |
|---|
عناصر مشابهة
-
Enhanced MAC layer protocol to achieve quality of service over ad hoc wireless networks
بواسطة: Abd Alkarem, Hamzah Mohammad A. منشور: (2010) -
Power Allocation and Relay Selection Strategies for Cognitive Buffer Aided Relay Networks
بواسطة: Al Eryani, Yasser F. منشور: (2015) -
Wireless Network Security
بواسطة: Al Farasani, Jehad J. منشور: (2010) -
An Efficient Cooperative Packet-forwarding Mechanism for Throughput Enhancement in Single-hop Multi-channel Wireless Networks
بواسطة: Khasawneh, Amani Mohammad منشور: (2013) -
Design of Network Based Institution
بواسطة: Abd Ela, Ahmed Awad Elarim Ahmed منشور: (2021)
