Advanced techniques for cooperation and physical layer security in visible light communications
Görünür ışıkla haberleşmede işbirliği ve fiziksel katman güvenliği için ileri teknikler
- Tez No: 730940
- Danışmanlar: PROF. DR. MUTLU KOCA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 181
Özet
Görünür ışık spektrumu üzerinden yüksek hızlı veri aktarımı sağlayan görünür ışıkla haberleşme (VLC) teknolojisi, radyo frekansı spektrumunda biriken tıkanıklık sorununun hafifletilmesine katkıda bulunabilir. Bu tez, VLC'yi iki önemli açıdan irdelemektedir: i) yoğunluk modülasyonlu ışık yayan diyot (LED) vericilere uyarlanmış verimli işbirliği teknikleri, ii) çoklu giriş-çoklu-çıkış (MIMO) çerçevesini temel alan güvenli çok kullanıcılı iletişim şemaları. Öncelikle, her iki vericinin (kaynak ve röle) LED'nin sinyal kırpma etkilerine maruz kaldığı, 3-terminalli tam çift yönlü (FD) işbirlikli VLC sistemleri ele alınmıştır. Bunun için, hem yükselt-ilet (AF) hem de kodçöz-ilet (DF) aktarma teknikleri için, ulaşılabilir iletim hızını eniyileyen güç tahsisi (OPA) stratejileri önerilmiştir. Sonra, bir gizli dinleyici (Eve) varlığında çok kullanıcılı MIMO-VLC sistemleri için fiziksel katman güvenliği (PLS) problemi ele alınmıştır. PLS'yi sağlamak için, sırasıyla genelleştirilmiş uzay kaydırmalı anahtarlamaya ve alıcı uzaysal modülasyonuna dayanan iki önkodlama şeması önerilmiştir. Bu şemaya göre, yasal kullanıcıların alınan sinyalleri, bit hata oranları (BER) en aza indirilecek ve Eve'in BER'i de önemli ölçüde bozulacak şekilde eniyilenir. Çok sayıda kullanıcıyı destekleyebilmek ve Eve'in alınan sinyalini daha da bozabilmek için, dik olmayan çoklu erişim (NOMA) ve rastgele semboltakım kodlaması teknikleri de kullanılmaktadır. Her iki durumda da ulaşılabilir gizlilik oranları ve sınırları analitik olarak türetilmiştir. Simülasyonlarla elde edilen BER ve gizlilik performansı sonuçları, önerilen çerçevelerin yasal kullanıcılar için PLS sağladığını doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Visible light communications (VLC), enabling high-rate data transfer over the idle visible light spectrum, can contribute to alleviating the congestion problem accumulating in the radio-frequency spectrum. This thesis deals with two important aspects of VLC: i) efficient cooperation techniques adapted to the intensity-modulated light-emitting-diode (LED) transmitters, ii) secure multi-user communication schemes based on the multiple-input-multiple-output (MIMO) framework. Firstly, 3-terminal full-duplex (FD) cooperative VLC systems are considered where both transmitters (source and relay) are subject to the LED clipping distortion effects. Transmission rate maximizing optimum power allocation (OPA) strategies are proposed for both the amplify-and-forward (AF) and decode-and-forward (DF) relaying capabilities. Next, the physical layer security (PLS) problem is considered for the multi-user MIMO-VLC systems with an eavesdropper (Eve). To ensure PLS, two transmit precoding schemes are proposed, based on generalized space shift keying and receive spatial modulation, respectively. The received signals of the legitimate users are optimized jointly, such that their bit error rates (BERs) are minimized and Eve's BER is significantly degraded. To be able to support massive amount users and further degrade Eve's reception, non-orthogonal multiple access (NOMA) and random constellation coding techniques are also utilized. For both cases, the achievable secrecy rates and bounds are derived analytically. The BER and secrecy performance results obtained by simulations confirm that the proposed frameworks ensure PLS for legitimate users.
Benzer Tezler
- Hizmet sektöründe toplam kalite yönetimi
Başlık çevirisi yok
HÜNKAR ŞERİF
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İşletmeMarmara ÜniversitesiBankacılık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. METE DOĞRUER
- Derin öğrenme ile modülasyon sınıflandırması
Modulation classification with deep learning
SELÇUK BALSÜZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Index modulation based designs, error performance and physical layer security analyses for unmanned aerial vehicle networks
İnsansız hava aracı ağları için indis modülasyonu tabanlı tasarımlar, hata performansı ve fiziksel katman güvenlik analizleri
AYŞE BETÜL BÜYÜKŞAR
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- İşbirliğine dayalı ortam erişim kontrol protokolü tasarımı ve analizi
Cooperative medium access control protocol design and analysis
MUHAMMET ALİ KARABULUT
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACI İLHAN
- Çok uluslu işletmelerde yönetim ve organizasyon modelleri
Organization and management models in multinational companies
ÇEŞMİAHU AKSOYTÜRK