Apr 01, 2025

Covert Communication του ασύρματου κινητού συστήματος ορατού φωτός με βάση το NOMA

Αφήστε ένα μήνυμα

Επί του παρόντος, η εκρηκτική ανάπτυξη των πληροφοριών ώθησε τους ανθρώπους να δώσουν μεγαλύτερη προσοχή στην προστασία της ασφάλειας και της ιδιωτικής ζωής της μετάδοσης δεδομένων. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της υπάρχουσας έρευνας για την ασύρματη ασφάλεια επικεντρώνεται στην προστασία του περιεχομένου επικοινωνίας. Στις έξυπνες επιχειρήσεις, ιατρικές, στρατιωτικές και άλλες τομείς του μέλλοντος, η προστασία του περιεχομένου των επικοινωνιών δεν αρκεί για να αντιμετωπίσει όλες τις προκλήσεις. Πρέπει επίσης να ενισχύσουμε την προστασία της ίδιας της πράξης επικοινωνίας. Ως ένα είδος μέθοδος επικοινωνίας, η συγκαλυμμένη επικοινωνία έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή τα τελευταία χρόνια, ο βασικός της στόχος είναι να αποτρέψει την ύπαρξη οποιασδήποτε επικοινωνίας από την οθόνη, ώστε να εξασφαλιστεί η ασφαλής και αξιόπιστη μετάδοση μυστικών πληροφοριών.

 

Η ορατή επικοινωνία φωτός (VLC), ως μία από τις πιο πιθανές μεθόδους οπτικής ασύρματης επικοινωνίας στη μελλοντική εποχή 6G, έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή λόγω των μοναδικών φυσικών χαρακτηριστικών και των προοπτικών εφαρμογών. Ειδικά στον τομέα της συγκαλυμμένης επικοινωνίας, οι τεχνολογίες που βασίζονται στην VLC προκάλεσαν ευρύ ενδιαφέρον μεταξύ των ερευνητών. Για παράδειγμα, η βιβλιογραφία συζητά την ανάγκη για τη βέλτιστη κατανομή του σήματος εισόδου και τη μέση οπτική ισχύς του πομπού στο Covert VLC και δείχνει ότι η απόδοση του Covert VLC μπορεί να υπερβεί τα όρια του τετραγωνικού κανόνα ρίζας που προτείνεται από τους Bash et al. Επιπλέον, η βιβλιογραφία επικεντρώνεται σε συστήματα Covert VLC με υποβοηθούμενη από drone, τα οποία ενισχύουν το συγκαλυμμένο αποτέλεσμα του συστήματος βελτιστοποιώντας το ύψος του αιωρούμενου του UAV για να μεγιστοποιήσουν τις αμοιβαίες πληροφορίες. Παρόλο που οι παραπάνω μελέτες έχουν θέσει το θεωρητικό θεμέλιο για το Covert VLC, επικεντρώνονται κυρίως σε ένα μόνο σενάριο χρήστη. Λαμβάνοντας υπόψη την αυξανόμενη ζήτηση σύνδεσης μεγάλης κλίμακας στην πραγματική ζωή, το κρυμμένο VLC στο σενάριο επικοινωνίας πολλαπλών χρηστών είναι πιο ρεαλιστικό. Η μη ορθογώνια πολλαπλή πρόσβαση (NOMA), ως προηγμένη τεχνολογία πρόσβασης πολλαπλών χρηστών, μπορεί όχι μόνο να υποστηρίζει συνδέσεις μεγάλης κλίμακας, αλλά επίσης να βελτιώσει σημαντικά την κρυφή διακίνηση του συστήματος.

 

Ωστόσο, λόγω των διαφορών στα χαρακτηριστικά του καναλιού και των χαρακτηριστικών του σήματος μεταξύ των συστημάτων VLC και των συστημάτων ραδιοσυχνότητας (RF), δεν είναι κατάλληλο να εφαρμοστεί άμεσα η μυστική στρατηγική επικοινωνίας σε συστήματα RF στο VLC. Η τεχνολογία NOMA επιτρέπει στους δημόσιους χρήστες και τους κρυμμένους χρήστες να μεταδίδουν πληροφορίες σχετικά με το ίδιο μπλοκ πόρων φάσματος μέσω της κωδικοποίησης υπέρθεσης του άκρου αποστολής. Αυτή η λειτουργία καθιστά τις δραστηριότητες επικοινωνίας των δημόσιων χρηστών να καλύπτουν τους κρυμμένους χρήστες και να αυξήσει τη δυσκολία παρακολούθησης της κρυμμένης συμπεριφοράς επικοινωνίας. Ως εκ τούτου, η εισαγωγή της τεχνολογίας NOMA σε συγκεκαλυμμένο VLC μπορεί όχι μόνο να προωθήσει την ανάπτυξη της ασφαλούς τεχνολογίας επικοινωνίας, αλλά και να φέρει νέους μυστικούς μηχανισμούς επικοινωνίας και τεχνικές καινοτομίες.

Από την άλλη πλευρά, σε περίπτωση που ένα σημείο πρόσβασης VLC στο έδαφος ή σε εσωτερικούς χώρους είναι κατεστραμμένο λόγω ανωτέρω ανωτέρω, η επικοινωνία μπορεί να υποβοηθηθεί από μια κινητή συσκευή (όπως ένα μη επανδρωμένο εναέριο όχημα (UAV)) που φέρει πομπό εκπομπής φωτός (LED) ως προσωρινός σταθμός βάσης. Αυτή η λύση VLC με υποβοηθούμενη από UAV είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για νυχτερινή αναζήτηση και διάσωση, επικοινωνίες έκτακτης ανάγκης και άλλα σενάρια. Σύμφωνα με την υπάρχουσα βιβλιογραφία, το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας για το Mobile VLC επικεντρώνεται στη μεγιστοποίηση της απόδοσης δικτύου, ελαχιστοποιώντας την ισχύ μετάδοσης και την επέκταση της κάλυψης του χρήστη βελτιστοποιώντας τη θέση των UAV. Ωστόσο, αυτές οι μελέτες επικεντρώνονται κυρίως στο πρόβλημα της συγκαλυμμένης επικοινωνίας σε σενάρια ενός χρήστη, όπως το περιεχόμενο που συζητείται στη βιβλιογραφία. Προς το παρόν, δεν υπάρχει σχετική έρευνα σχετικά με την UAV υποβοηθούμενη από την Mobile VLC Covert Communication σε σενάρια πολλαπλών χρηστών.

 

Με βάση την συγκεκαλυμμένη επικοινωνία του κινητού VLC με βάση το NOMA, το πρόβλημα της μεγιστοποίησης του αποτελεσματικού συγκαλυμμένου ρυθμού του συγκεκαλυμμένου χρήστη κάτω από τους κοινούς περιορισμούς της απόκρυψης, της αξιοπιστίας και της κινητικότητας κατασκευάζεται. Με βάση τη γραφική μέθοδο, λαμβάνεται η βέλτιστη αναλογία κατανομής ισχύος μετάδοσης του πομπού LED και η βέλτιστη θέση UAV για τη μεγιστοποίηση του αποτελεσματικού συγκαλυμμένου ρυθμού του κρυφή χρήστη. Σε σύγκριση με το σύστημα αναφοράς και το σύστημα OMA-VLC, επαληθεύεται ότι το προτεινόμενο σχήμα μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τον αποτελεσματικό ρυθμό απόκρυψης των κρυφών χρηστών. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης δείχνουν επίσης ότι οι παραμέτρους VLC, όπως η μισή γωνιά Half Power LED, το πεδίο PD και το κατακόρυφο ύψος μεταξύ LED και PD επηρεάζουν την απόδοση απόκρυψης του συστήματος σε κάποιο βαθμό. Προκειμένου να διασφαλιστεί η αποτελεσματική επικοινωνία απόκρυψης, αυτές οι παράμετροι δεν πρέπει να σχεδιάζονται πολύ μεγάλες.

 

Στο μελλοντικό έργο, θα μελετηθεί η ορατή φωτεινή συγκαλυμμένη επικοινωνία και η συγκαλυμμένη επικοινωνία με πολλαπλούς κρυμμένους χρήστες του NOMA και θα πραγματοποιηθεί επαλήθευση στον τομέα για να αποδειχθεί περαιτέρω η πρακτική αξία του συστήματος.

Αποστολή ερώτησής