لایه فیزیکی شبکه های موج میلیمتری با نویز مصنوعی طراحی شد

به گزارش کنکاش فردا، به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمد راغب دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح « طراحی و بهبود امنیت لایه فیزیکی در شبکه های موج میلیمتری مشارکتی با به کارگیری نویز مصنوعی» گفت: رشد سریع کاربران متصل در شبکه‌های ارتباطی نسل آینده با نیاز به نرخ‌های داده بالا، ظرفیت سیستم‌های ارتباطی فعلی را اشباع کرده است. این نیاز روزافزون، محققان و طراحان شبکه را ترغیب می‌کند تا راه حل‌های جدیدی ارائه دهند که نرخ داده‌های فوق العاده بالا، پوشش رادیویی بسیار وسیع، دستگاه‌های متصل زیادتر، تأخیر فوق العاده کم و مصرف انرژی کم را تضمین کند

وی اضافه کرد: ۵G و (فراتر از آن مانند ۶G ) با ارائه فناوری‌های هوشمند و کارا، پیشرفت‌های چشمگیری را در زندگی روزمره ما فراهم می‌کند. بر این اساس ۵G، باید برای مقابله با چالش‌های مربوط به قابلیت اطمینان، امنیت و کارایی شبکه آماده باشد.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: امنیت لایه فیزیکی یکی از نامزدهای مهم برای استفاده در شبکه‌های بدون سیم ۵G و فراتر از آن و نیز اینترنت اشیاء (IoT) است که می‌تواند سرویس های امنیتی محرمانگی، تمامیت، قابلیت دسترسی و احراز هویت را پوشش دهد.

وی ادامه داد: در مقایسه با روش‌های رمزنگاری، راهکارهای امنیت لایه فیزیکی برای اولین بار به عنوان نامزدهای رقابتی برای طرح‌های امنیتی با ‌پیچیدگی کم، سربار خیلی کم، تأخیر کم، وفقی، انعطاف‌پذیر و مستقل از محتوای پیام پدیدار شده است که مود توجه ما نیز بوده است.

راغب عنوان کرد: امروزه اکثر شبکه‌های بدون سیم در محدوده طیفی ۳۰۰ مگاهرتز تا ۳ گیگاهرتز اختصاص داده شده که اشغال هستند. در این زمینه فناوری موج میلیمتری یک راه حل کلیدی بسیار جدید برای شبکه های بدون سیم۵G و فراتر از آن برای غلبه بر این محدودیت است.

وی ادامه داد: ایده ارتباطات موج میلیمتری این است که از طیف موج میلیمتری بهره برداری نشده فرکانس بالا، محدوده ۳۰ گیگاهرتز تا ۳۰۰ گیگاهرتز استفاده کنیم تا پاسخگوی نیاز کاربران جهت برنامه های تلفن همراه چندین گیگابیت بر ثانیه باشیم.

دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: با این حال سیستم های موج‌ میلیمتری با معایبی مانند تلفات انتشاری بالا و حساسیت به انسدادها همراه هستند. جهت فائق آمدن بر پدیده های تلفات انتشاری بالا و انسداد، بهبود بهره وری انرژی، توسعه پوشش و افزایش نرخ ارسال، از عناصر یاری رسان مانند رله و به ویژه در نسل بعدی از سطوح انعکاس دهنده هوشمند (IRS) با ویژگی کاهش مصرف توان در شبکه و کنترل کانال استفاده می شود که در این تحقیق از هر دو عنصر استفاده شده است.

وی تصریح کرد: اخیراً سودمندی به کارگیری عناصر یاری رسان از نقطه نظر امنیت لایه فیزیکی مورد توجه قرار گرفته است. رله (یا رله های) مورد استفاده از نوع غیرقابل اعتماد (untrusted) می باشند. در این صورت برقراری محرمانگی شبکه در مقابل شنود رله و همچنین شنودگران غیرفعال شبکه از اهمیت ویژه ای برخوردار است که در این پروژه با به کارگیری عناصر یاری رسان، در شبکه ای شامل شنودگرهای غیر فعال، یک ارتباط امن در مقابل شنود از مبدا به مقصد با نرخ داده بالا را در محدوده طیف موج میلیمتری برقرار می کنیم.

راغب با تاکید بر اینکه این طرح در شبکه های سلولی بدون سیم ۵ G و فراتر از آن و اینترنت اشیاء (IOT) قابل استفاده است، گفت: روش کار ما با تکیه بر امنیت لایه فیزیکی بود که روش‌های بسیار ساده از منظر پیاده سازی و نیز با پیچیدگی پایین هستند. این تحقیق مشتمل بر مطالعه گسترده، تحلیل و شبیه سازی به کمک برنامه متلب است به طوری که نتایج عددی به صورت نمودارهای مختلف ارائه و استنباط شده است.

این پژوهشگر اضافه کرد: به دنبال پیاده سازی مبتنی بر رادیو نرم افزاری (SDR) هستیم تا یک نمونه عملی از طرح ارسال محرمانه را ارائه دهیم.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به ویژه گی های طرح گفت: پیاده سازی ساده، قابل اجرا بر روی اینترنت اشیاء، توسعه پذیر از ویژگی های این طرح به شمار می رود.

راغب با اشاره به مزیت های رقابتی طرح گفت: در این طرح پیشنهادی رله نیز وجود دارد و به علاوه، ما یک شبکه بهینه از منظر منابع مصرفی ارائه می دهیم.

وی با اشاره به کاربردهای پروژه گفت: نتیجه این طرح می تواند در ارتباطات سلولی و نیز ارتباطات محلی مانند LAN مورد استفاده قرار گیرد.

گفتنی است: استاد راهنمای این پروژه دکتر سید مصطفی صفوی همامی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.