ارائه راهکار بهبود مجموع نرخ امن در شبکه نسل پنجم با استفاده از روش مشارکت کاربران قانونی شبکه و بهره‌گیری از تکنیک‌ صفحات بازتابنده هوشمند و دسترسی چندگانه نامتعامد

هدف این مقاله ارائه راه کار بهبود و افزایش مجموع نرخ امن در لایه فیزیکی برای شبکه مخابرات بی‌سیم است که از فناوری‌های مختلفی مانند روش دسترسی چندگانه نامتعامد، صفحات بازتابنده هوشمند و ارتباطات دستگاه به دستگاه و مشارکت کاربران به‌عنوان همیار شبکه در انتقال دیتا، بهره می‌برد. مدل سیستم پیشنهادی برای این مقاله شامل یک ایستگاه فرستنده پایه‌، یک صفحه بازتابنده‌، دو کاربر قانونی، یک شنودگر است و به دلیل وجود موانع بسیار در محیط انتقال امکان وجود دید مستقیم بین کاربران و ایستگاه پایه در شبکه وجود ندارد و انتقال داده از طریق صفحات بازتابنده و همیاری کاربران شبکه امکان پذیر است. راه کار ارائه شده برای افزایش نرخ امن در لایه فیزیکی با فرض مشخص بودن موقعیت مکانی تمامی اجزای شبکه، با استفاده از روش‌های بهینه و غیربهینه، به صورت عبارت فرم بسته محاسبه شده است. مقدار نرخ امن متناسب با راه کار ارائه شده، برای مقادیر مختلف توان فرستنده ایستگاه پایه، جابجایی مکانی شنودگر در شبکه، تغییر تعداد آرایه‌های صفحات هوشمند و تغییر تعداد آنتن‌های ایستگاه پایه به دست آمده است. نتایج عددی به دست آمده اثربخشی راه کار پیشنهادی را تایید می‌کند و نشان می‌دهد افزایش تعداد آرایه‌های صفحات بازتابنده، مقدار نرخ امن را به دلیل اثر متمرکز نمودن انتشار پرتو سیگنال بر روی کاربر به میزان قابل توجه افزایش می‌دهد. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان دهنده افزایش 50 درصدی مجموع نرخ امن برای شبکه در حالت استفاده از روش دسترسی نامتعامد در مقایسه با روش دسترسی متعامد است.

a solution to secrecy sum rate enhancement in 5g networks using irs and noma by cooperative legal users

the use of new physical layer security approaches such as intelligent reflective surfaces as well as the use of existing capabilities in the mobile network such as the participation of network users as network partners are solutions that can be very effective in the next generation of mobile telecommunications to improve and increase the total secrecy rate in the physical layer.the proposed solution for improving the secrecy rate of the transmitted signal in the physical layer performed by closed-form solution to the described system. in this paper, we analyzed a network consisting of a gnb, two users, an irs and an eavesdropper in an environment full of obstacles. using simulations, we evaluate our solution mathematically and investigate the effect of the eavesdropper location on the total secrecy rate. also, the analysis and simulation of secrecy rate for the proposed network is performed by taking into account practical network considerations such as changing the location of the eavesdropper in the network. in addition, the impact of changing the number of elements of smart surface arrays has been analyzed. the numerical results reveal that increasing irs elements can enhance the ergodic secrecy rate, the reason is that increasing of irs elements can focuses the main beam of data signal on the first user which increase secrecy rate. finally, we compare the performance of the oma and noma techniques in the proposed system model. we show that the noma technique provides 50% more ergodic secrecy rate compared to the oma technique.