تخصیص بهینه توان در سیستم رله انبوه آنتنی کاملا دوطرفه متشکل از چند جفت فرستنده-گیرنده و در حضور شنودگر

در این مقاله، امنیت لایه فیزیکی یک شبکه مشارکتی متشکل از چند جفت گره منبع-مقصد را در حضور یک گره شنودگر بررسی می کنیم. ارتباط ببن گره های فرستنده و گیرنده به طور همزمان و از طریق یک ایستگاه رله کاملا دوطرفه مجهز به آرایه آنتنی عظیم برقرار می شود و شنودگر منفعل ارتباط بین یک جفت گره موجود در شبکه را استراق سمع می کند. فرض می کنیم رله از تکنیک های پردازش خطی اجبار به صفر، بیشینه نسبت ترکیب و بیشینه نسبت ارسال برای دریافت اطلاعات از گره های منبع و ارسال مجدد آن به گره های مقصد استفاده می کند. در بخش اول مقاله نرخ محرمانگی هر یک از این تکنیک های پردازش خطی را محاسبه می کنیم و نتایج را به فرم بسته و به صورت توابعی از پارامترهای سیستم، شامل تعداد جفت گره های موجود در سیستم، تعداد آنتن های گیرنده و فرستنده در ایستگاه رله و نیز ضرایب تخمین کانال استخراج می کنیم. در بخش دوم مقاله و با هدف بهبود امنیت سیستم، یک روش تخصیص توان بهینه در ایستگاه رله و بین گره های منبع ارایه می شود. مسئله فرموله شده یک مسئله پیچیده غیرمحدب می باشد که با تبدیل به یک مسئله برنامه ریزی هندسی حل می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش تخصیص توان ارایه شده می تواند نرخ محرمانگی سیستم را تا حد قابل قبولی بهبود دهد.