استراق سمع فعال با کمک uav برای بهبود امنیت شبکه های مخابرات مشارکتی

در این مقاله استفاده از هواپیمای بدون سرنشین برای بهبود امنیت لایه فیزیکی و نظارت بر یک شبکه مخابرات مشارکتی پیشنهاد شده است. به طور مشخص در سیستم پیشنهادی از هواپیمای بدون سرنشین به عنوان دیده بان قانونی برای نظارت بر لینک‌های ارتباطی مشکوک در یک شبکه رله کننده مشارکتی با پروتکل بازگشاییوارسال استفاده شده است. بطوریکه هواپیمای بدون سرنشین با شنود اطلاعات ارسالی و/یا با فرستادن سیگنال‌های تداخلی، گیرنده یا رله غیرمجاز را به‌اشتباه وادار می کند و باعث افزایش نرخ استراق سمع در گره دیده‌بان می‌شود. بر اساس موقعیت قرارگیری هواپیمای بدون سرنشین و فاصله نسبی آن از فرستنده‌های مشکوک یعنی مبدا و رله، دو سناریو با هدف بهبود امنیت سیستم، به صورت تطبیقی پیشنهاد می‌شود: 1) تداخل‌گرشنودگر، 2) شنودگرکمک‌کننده/ شنودگرشنودگر/شنودگرتداخل‌گر. در ادامه نرخ استراق سمع برای دو سناریو استخراج می‌شود و نشان داده می‌‌شود که سناریوهای پیشنهادی در این مقاله نسبت به روش‌های رایج بازدهی خیلی بهتری دارند. همچنین نشان می‌دهیم که، برای حصول بهترین بازدهی نرخ استراق سمع، هواپیمای بدون سرنشین باید وقتی که نزدیک به مبدا است سناریو 2 را اجرا کند و بالعکس وقتی نزدیک به رله است سناریو 1 را اجرا کند.

Improving Security in Cooperative Communication Networks by Using UAV-assisted Proactive Eavesdropping

In this paper, an unmanned aerial vehicles (UAV)s is used to improve the physical layer security of a cooperative communication network. More specifically, in the proposed surveillance system a UAV acts as a legitimate monitor to eavesdrop on a dubious decodeandforward relaying communication. To maximize the effective eavesdropping rate, two adaptive scenarios are suggested for the legitimate monitor: scenario I) jammereavesdropper, and scenario II) eavesdropperhelper/eavesdroppereavesdropper/ eavesdropperjammer. For each strategy, the received signaltointerferenceplusnoise ratios SINRs are derived. Numerical results reveal that the proposed strategies achieve better performance than intuitive benchmark schemes. Moreover, as a simple criterion, UAV should employ scenario II when it is close to source, and employ scenario I when it is close to relay.