مخابره پنهان در حضور رله غیر قابل اعتماد

در این مقاله به بررسی توام مخابره پنهان و ارسال امن نظریه اطلاعاتی در یک شبکه دارای رله غیرقابل‌اعتماد پرداخته می‌شود. سناریویی پیشنهاد و مورد ارزیابی قرار می گیرد که منبع و مقصد در آن مجهز به چندین آنتن هستند و با کمک رلة غیرقابل اعتماد تک آنتن با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. ناظر نیز مجهز به چندین آنتن در نظر گرفته می شود و بر اساس مجموع توان دریافتی توسط تمام آنتن ها در ارتباط باوجود یا عدم وجود مخابره، تصمیم گیری می کند. باتوجه‌به محدودیت توان کل ارسالی، مسئلة بهینه‌سازی باهدف بیشینه‌کردن نرخ امن به‌شرط برقراری الزامات مخابره پنهان فرمول‌نویسی می شود. برای حل مسئلة مقید تک‌هدفه از روش تبدیل مسئله تک‌هدفه به چندهدفه استفاده می شود. مسئلة بهینه‌سازی چندهدفه با الگوریتم  nsga  حل می شود. چنانچه نرخ امن ارگودیک به‌عنوان معیار سنجش کارایی در نظر گرفته شود، مقایسه با الگوریتم جست‌وجو جامع نشان می دهد که روش مطرح‌شده، جهت حل مسئله بهینه سازی تخصیص توان با روش جست‌وجوی جامع  6/88 % اختلاف دارد و روشی کارآمد هست. اگر در فاز اول منبع برای ارسال سیگنال داده از روش بیش ترین نرخ ارسال در جهت رله غیرقابل اعتماد استفاده نماید؛ نرخ امن ارگودیک نسبت به روش انتخاب بهترین آنتن و انتخاب تصادفی آنتن به ترتیب 9/48 % و 11/53 % بهبود پیدا می کند. همچنین با استفاده از روش بیش ترین نرخ ارسال به سمت رله توسط مقصد برای ارسال سیگنال نویز مصنوعی در فاز اول، نرخ امن بالاتری حاصل می شود. علاوه بر این، هرچقدر تعداد آنتن های منبع افزایش پیدا کند، لازم است که رله، فاصله بیش تری را تا منبع داشته باشد.

covert communication in the presence of untrusted relay

this work discusses covert communication and information theory security in a network with an untrusted relay. in this article, a scenario is proposed and evaluated in which the source and destination are equipped with multiple antennas and communicate with each other by the help of a single antenna untrusted relay. the warden is also considered to be equipped with multiple antennas and based on the total power received by all antennas, he decides on the present or absence of communication. considering the limitation of the total transmit power, the constrained optimization problem is formulated to maximize the secrecy rate subject to satisfy covert communication requirements. to solve the single-objective constrained problem, the idea of converting the constrained problem into a multi-objective problem is proposed. finally, we employ the nondominated sorting genetic algorithm (nsga) to solve it.if the ergodic secrecy rate is considered as a measure of efficiency, comparing the proposed solution with an exhaustive search shows a gap of about 6.888%, and the proposed solution is efficient. if the source employs the maximum ratio transmission method toward the untrusted relay in the first phase, the ergodic secrecy rate is improved by 9.48% and 11.53% compared to best antenna selection and random antenna selection, respectively. a higher secrecy rate can be obtained by using the maximum ratio transmission method toward the untrusted relay by the destination to transmit the artificial noise signal in the first phase. furthermore, the greater the source's antennas, the greater the untrusted relay distance from the source.